JP3137112B2 - マイクロマシンスイッチおよびその製造方法 - Google Patents
マイクロマシンスイッチおよびその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
- H01P1/12—Auxiliary devices for switching or interrupting by mechanical chopper
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G5/00—Capacitors in which the capacitance is varied by mechanical means, e.g. by turning a shaft; Processes of their manufacture
- H01G5/40—Structural combinations of variable capacitors with other electric elements not covered by this subclass, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
- H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
- H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
- H01H1/20—Bridging contacts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- Micromachines (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ミリ波回路および
マイクロ波回路で使用されるマイクロマシンスイッチに
関する。
マイクロ波回路で使用されるマイクロマシンスイッチに
関する。
【０００２】
【従来の技術】ミリ波回路およびマイクロ波回路で使用
されるスイッチ素子には、ＰＩＮダイオードスイッチ、
ＨＥＭＴスイッチ、マイクロマシンスイッチなどがあ
る。なかでもマイクロマシンスイッチは、他の素子に比
べて損失が少なく、低コスト・低消費電力であるという
特徴を有している。従来のマイクロマシンスイッチとし
て、例えば特開平９−１７３００号公報記載のものがあ
る。図２２はこのマイクロマシンスイッチの構成図であ
り、図２２（Ａ）は平面図、図２２（Ｂ）は図２２
（Ａ）におけるＸＸIIB−ＸＸIIB′線方向の断面図、図
２２（Ｃ）は図２２（Ａ）におけるＸＸIIC−ＸＸIIC′
線方向の断面図、図２２（Ｄ）は図２２（Ａ）における
ＸＸIID−ＸＸIID′線方向の断面図である。
されるスイッチ素子には、ＰＩＮダイオードスイッチ、
ＨＥＭＴスイッチ、マイクロマシンスイッチなどがあ
る。なかでもマイクロマシンスイッチは、他の素子に比
べて損失が少なく、低コスト・低消費電力であるという
特徴を有している。従来のマイクロマシンスイッチとし
て、例えば特開平９−１７３００号公報記載のものがあ
る。図２２はこのマイクロマシンスイッチの構成図であ
り、図２２（Ａ）は平面図、図２２（Ｂ）は図２２
（Ａ）におけるＸＸIIB−ＸＸIIB′線方向の断面図、図
２２（Ｃ）は図２２（Ａ）におけるＸＸIIC−ＸＸIIC′
線方向の断面図、図２２（Ｄ）は図２２（Ａ）における
ＸＸIID−ＸＸIID′線方向の断面図である。
【０００３】図２２に示すように、高周波信号線１０１
ａ，１０１ｂは僅かな隙間を有して、基板１１０上に形
成されている。高周波信号線１０１ａ，１０１ｂと離間
する基板１１０上の位置に、下部電極１１１が形成され
ている。また、高周波信号線１０１ａ，１０１ｂの隙間
から下部電極１１１への延長線上にあたる基板１１０上
の位置に、ポスト１１２が形成されている。
ａ，１０１ｂは僅かな隙間を有して、基板１１０上に形
成されている。高周波信号線１０１ａ，１０１ｂと離間
する基板１１０上の位置に、下部電極１１１が形成され
ている。また、高周波信号線１０１ａ，１０１ｂの隙間
から下部電極１１１への延長線上にあたる基板１１０上
の位置に、ポスト１１２が形成されている。
【０００４】ポスト１１２の上面にはアーム１１３の基
部が固定されている。このアーム１１３は、ポスト１１
２の上面から下部電極１１１の上方を経て、高周波信号
線１０１ａ，１０１ｂの隙間上方まで延在している。ア
ーム１１３は絶縁部材により形成される。アーム１１３
の上面には上部電極１１４が形成されている。この上部
電極１１４は、ポスト１１２上から下部電極１１１上に
かけて延在している。アーム１１３の先端部下面には、
コンタクト１１５が形成されている。コンタクト１１５
は、高周波信号線１０１ａの端部上方から、隙間をまた
いで、高周波信号線１０１ｂの端部上方まで形成されて
いる。
部が固定されている。このアーム１１３は、ポスト１１
２の上面から下部電極１１１の上方を経て、高周波信号
線１０１ａ，１０１ｂの隙間上方まで延在している。ア
ーム１１３は絶縁部材により形成される。アーム１１３
の上面には上部電極１１４が形成されている。この上部
電極１１４は、ポスト１１２上から下部電極１１１上に
かけて延在している。アーム１１３の先端部下面には、
コンタクト１１５が形成されている。コンタクト１１５
は、高周波信号線１０１ａの端部上方から、隙間をまた
いで、高周波信号線１０１ｂの端部上方まで形成されて
いる。
【０００５】さらに、下部電極１１１には制御信号線１
０２が接続されている。下部電極１１１にはこの制御線
路１０２より、高周波信号線１０１ａ，１０１ｂの接続
状態を切り換える制御信号が印加される。
０２が接続されている。下部電極１１１にはこの制御線
路１０２より、高周波信号線１０１ａ，１０１ｂの接続
状態を切り換える制御信号が印加される。
【０００６】下部電極１１１に制御信号として電圧が印
加される場合、例えば正の電圧が印加されると、下部電
極１１１の表面に正電荷が発生するとともに、対向する
上部電極１１４の下面に静電誘導により負電荷が現れ、
両者間の吸引力により上部電極１１４は下部電極１１１
側に引き寄せられる。これによりアーム１１３が湾曲し
て、コンタクト１１５が下方に変位する。そして、コン
タクト１１５が高周波信号線１０１ａ，１０１ｂの両方
に接触すると、高周波信号線１０１ａ，１０１ｂはコン
タクト１１５を介して高周波的に接続される。また、下
部電極１１１への正の電圧の印加が停止されると、吸引
力がなくなるので、アーム１１３の復元力によりコンタ
クト１１５は元の離間した位置に戻る。これにより、高
周波信号線１０１ａ，１０１ｂが開放される。
加される場合、例えば正の電圧が印加されると、下部電
極１１１の表面に正電荷が発生するとともに、対向する
上部電極１１４の下面に静電誘導により負電荷が現れ、
両者間の吸引力により上部電極１１４は下部電極１１１
側に引き寄せられる。これによりアーム１１３が湾曲し
て、コンタクト１１５が下方に変位する。そして、コン
タクト１１５が高周波信号線１０１ａ，１０１ｂの両方
に接触すると、高周波信号線１０１ａ，１０１ｂはコン
タクト１１５を介して高周波的に接続される。また、下
部電極１１１への正の電圧の印加が停止されると、吸引
力がなくなるので、アーム１１３の復元力によりコンタ
クト１１５は元の離間した位置に戻る。これにより、高
周波信号線１０１ａ，１０１ｂが開放される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２２
に示した従来のマイクロマシンスイッチは、高周波信号
線１０１ａ，１０１ｂ間を接続／開放するコンタクト１
１５以外に、コンタクト１１５を支持するためにポスト
１１２とアーム１１３が必要であり、コンタクト１１５
の変位を制御するために更に下部電極１１１と上部電極
１１４が必要であり、立体構造が複雑であった。このよ
うな複雑な構造のマイクロマシンスイッチを製造するた
めには多くの工程が必要であり、製造プロセスが複雑で
あった。
に示した従来のマイクロマシンスイッチは、高周波信号
線１０１ａ，１０１ｂ間を接続／開放するコンタクト１
１５以外に、コンタクト１１５を支持するためにポスト
１１２とアーム１１３が必要であり、コンタクト１１５
の変位を制御するために更に下部電極１１１と上部電極
１１４が必要であり、立体構造が複雑であった。このよ
うな複雑な構造のマイクロマシンスイッチを製造するた
めには多くの工程が必要であり、製造プロセスが複雑で
あった。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、簡単な構造のマイク
ロマシンスイッチを提供することにある。
なされたものであり、その目的は、簡単な構造のマイク
ロマシンスイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のマイクロマシンスイッチは、各々の端部
が離間して配置された第１および第２の高周波信号線
と、第１の高周波信号線の端部に固定されるとともに第
２の高周波信号線の上方まで延在しかつ導電性部材を含
むカンチレバーと、第１または第２の高周波信号線に形
成された第１の絶縁手段と、カンチレバーと第２の高周
波信号線との対向領域に形成された第２の絶縁手段と、
第１の絶縁手段が形成された方の第１または第２の高周
波信号線の端部と第１の絶縁手段との間に接続されかつ
直流電圧のレベル変化からなる制御信号を印加する第１
の制御信号線とを備えることを特徴とする。この場合、
第１の絶縁手段の一構成例は、キャパシタである。ま
た、第２の絶縁手段の一構成例は、カンチレバーの下面
および第２の高周波信号線の上面の少なくとも一方に形
成された絶縁膜である。
めに、本発明のマイクロマシンスイッチは、各々の端部
が離間して配置された第１および第２の高周波信号線
と、第１の高周波信号線の端部に固定されるとともに第
２の高周波信号線の上方まで延在しかつ導電性部材を含
むカンチレバーと、第１または第２の高周波信号線に形
成された第１の絶縁手段と、カンチレバーと第２の高周
波信号線との対向領域に形成された第２の絶縁手段と、
第１の絶縁手段が形成された方の第１または第２の高周
波信号線の端部と第１の絶縁手段との間に接続されかつ
直流電圧のレベル変化からなる制御信号を印加する第１
の制御信号線とを備えることを特徴とする。この場合、
第１の絶縁手段の一構成例は、キャパシタである。ま
た、第２の絶縁手段の一構成例は、カンチレバーの下面
および第２の高周波信号線の上面の少なくとも一方に形
成された絶縁膜である。
【００１０】上記のカンチレバーは可動接点としての機
能と、可動接点の支持手段としての機能とを兼ね備えて
いる。したがって、このカンチレバーは機能的に見て従
来のマイクロマシンスイッチにおけるコンタクト１１５
とアーム１１３とポスト１１２とに相当するが、前者は
後者に比べて簡単な構造をしている。また、制御信号を
第１または第２の高周波信号線に印加してカンチレバー
の動作を制御するようにしたので、従来必要であった下
部電極１１１および上部電極１１４は不要となり、この
点でも構造が簡単になる。その一方で本発明では第１ま
たは第２の高周波信号線に形成される第１の絶縁手段
と、容量結合用の第２の絶縁手段とが必須要件となる
が、本発明によりマイクロマシンスイッチの構造は全体
として簡単になる。
能と、可動接点の支持手段としての機能とを兼ね備えて
いる。したがって、このカンチレバーは機能的に見て従
来のマイクロマシンスイッチにおけるコンタクト１１５
とアーム１１３とポスト１１２とに相当するが、前者は
後者に比べて簡単な構造をしている。また、制御信号を
第１または第２の高周波信号線に印加してカンチレバー
の動作を制御するようにしたので、従来必要であった下
部電極１１１および上部電極１１４は不要となり、この
点でも構造が簡単になる。その一方で本発明では第１ま
たは第２の高周波信号線に形成される第１の絶縁手段
と、容量結合用の第２の絶縁手段とが必須要件となる
が、本発明によりマイクロマシンスイッチの構造は全体
として簡単になる。
【００１１】また、上記したマイクロマシンスイッチ
は、第１の制御信号線に接続されかつ第１および第２の
高周波信号線に流れる高周波信号の通過を阻止する第１
の高周波信号阻止手段を更に備えるようにしてもよい。
この場合、第１の高周波信号阻止手段の第１構成例は、
第１の絶縁手段が形成された方の第１または第２の高周
波信号線の端部と第１の絶縁手段との間に一端が接続さ
れかつ高周波信号の波長の約１／４の線路長で第１また
は第２の高周波信号線の特性インピーダンスよりも大き
な特性インピーダンスを有する高インピーダンス線路
と、高インピーダンス線路の他端に一端が接続されると
ともに他端が開放されかつ高周波信号の波長の約１／４
の線路長で高インピーダンス線路の特性インピーダンス
よりも小さな特性インピーダンスを有する低インピーダ
ンス線路とからなり、第１の制御信号線は、高インピー
ダンス線路の他端に接続されている。また、第１の高周
波信号阻止手段の第２構成例は、第１の絶縁手段が形成
された方の第１または第２の高周波信号線の端部と第１
の絶縁手段との間に一端が接続されかつ高周波信号の波
長の約１／４の線路長で第１または第２の高周波信号線
の特性インピーダンスよりも大きな特性インピーダンス
を有する高インピーダンス線路と、一方の電極が高イン
ピーダンス線路の他端に接続されるとともに他方の電極
が接地に接続されたキャパシタとからなり、第１の制御
信号線は、高インピーダンス線路の他端に接続されてい
る。また、第１の高周波信号阻止手段の第３構成例は、
インダクタンス素子からなる。また、第１の高周波信号
阻止手段の第４構成例は、第１または第２の高周波信号
線の特性インピーダンスよりも十分大きなインピーダン
スを有する抵抗素子からなる。この場合、抵抗素子は、
第１の制御信号線に直列に挿入されていてもよい。ある
いは、抵抗素子は、一端が第１の制御信号線に接続され
るとともに他端が開放されていてもよい。
は、第１の制御信号線に接続されかつ第１および第２の
高周波信号線に流れる高周波信号の通過を阻止する第１
の高周波信号阻止手段を更に備えるようにしてもよい。
この場合、第１の高周波信号阻止手段の第１構成例は、
第１の絶縁手段が形成された方の第１または第２の高周
波信号線の端部と第１の絶縁手段との間に一端が接続さ
れかつ高周波信号の波長の約１／４の線路長で第１また
は第２の高周波信号線の特性インピーダンスよりも大き
な特性インピーダンスを有する高インピーダンス線路
と、高インピーダンス線路の他端に一端が接続されると
ともに他端が開放されかつ高周波信号の波長の約１／４
の線路長で高インピーダンス線路の特性インピーダンス
よりも小さな特性インピーダンスを有する低インピーダ
ンス線路とからなり、第１の制御信号線は、高インピー
ダンス線路の他端に接続されている。また、第１の高周
波信号阻止手段の第２構成例は、第１の絶縁手段が形成
された方の第１または第２の高周波信号線の端部と第１
の絶縁手段との間に一端が接続されかつ高周波信号の波
長の約１／４の線路長で第１または第２の高周波信号線
の特性インピーダンスよりも大きな特性インピーダンス
を有する高インピーダンス線路と、一方の電極が高イン
ピーダンス線路の他端に接続されるとともに他方の電極
が接地に接続されたキャパシタとからなり、第１の制御
信号線は、高インピーダンス線路の他端に接続されてい
る。また、第１の高周波信号阻止手段の第３構成例は、
インダクタンス素子からなる。また、第１の高周波信号
阻止手段の第４構成例は、第１または第２の高周波信号
線の特性インピーダンスよりも十分大きなインピーダン
スを有する抵抗素子からなる。この場合、抵抗素子は、
第１の制御信号線に直列に挿入されていてもよい。ある
いは、抵抗素子は、一端が第１の制御信号線に接続され
るとともに他端が開放されていてもよい。
【００１２】このように第１の制御信号線に上記のよう
な第１の高周波信号阻止手段を設けることにより、第１
の制御信号線への高周波信号の漏洩を防止できる。
な第１の高周波信号阻止手段を設けることにより、第１
の制御信号線への高周波信号の漏洩を防止できる。
【００１３】また、上記したマイクロマシンスイッチ
は、第１の絶縁手段が形成されていない方の第１または
第２の高周波信号線に接続されかつ静電誘導により発生
する電荷を充放電する第２の制御信号線と、第２の制御
信号線に接続されかつ第１および第２の高周波信号線に
流れる高周波信号の通過を阻止する第２の高周波信号阻
止手段とを更に備えていてもよい。この場合、第２の高
周波信号阻止手段の第１構成例は、第１の絶縁手段が形
成されていない方の第１または第２の高周波信号線に一
端が接続されかつ高周波信号の波長の約１／４の線路長
で第１または第２の高周波信号線の特性インピーダンス
よりも大きな特性インピーダンスを有する高インピーダ
ンス線路と、一端が高インピーダンス線路の他端に接続
されるとともに他端が開放されかつ高周波信号の波長の
約１／４の線路長で高インピーダンス線路の特性インピ
ーダンスよりも小さな特性インピーダンスを有する低イ
ンピーダンス線路とからなり、第２の制御信号線は、高
インピーダンス線路の他端に接続されている。また、第
２の高周波信号阻止手段の第２構成例は、第１の絶縁手
段が形成されていない方の第１または第２の高周波信号
線に一端が接続されかつ高周波信号の波長の約１／４の
線路長で第１または第２の高周波信号線の特性インピー
ダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する高イン
ピーダンス線路と、一方の電極が高インピーダンス線路
の他端に接続されるとともに他方の電極が接地に接続さ
れたキャパシタとからなり、第２の制御信号線は、高イ
ンピーダンス線路の他端に接続されている。また、第２
の高周波信号阻止手段の第３構成例は、インダクタンス
素子からなる。また、第２の高周波信号阻止手段の第４
構成例は、第１または第２の高周波信号線の特性インピ
ーダンスよりも十分大きなインピーダンスを有する抵抗
素子からなる。この場合、抵抗素子は、第２の制御信号
線に直列に挿入されていてもよい。あるいは、抵抗素子
は、一端が第２の制御信号線に接続されるとともに他端
が開放されていてもよい。
は、第１の絶縁手段が形成されていない方の第１または
第２の高周波信号線に接続されかつ静電誘導により発生
する電荷を充放電する第２の制御信号線と、第２の制御
信号線に接続されかつ第１および第２の高周波信号線に
流れる高周波信号の通過を阻止する第２の高周波信号阻
止手段とを更に備えていてもよい。この場合、第２の高
周波信号阻止手段の第１構成例は、第１の絶縁手段が形
成されていない方の第１または第２の高周波信号線に一
端が接続されかつ高周波信号の波長の約１／４の線路長
で第１または第２の高周波信号線の特性インピーダンス
よりも大きな特性インピーダンスを有する高インピーダ
ンス線路と、一端が高インピーダンス線路の他端に接続
されるとともに他端が開放されかつ高周波信号の波長の
約１／４の線路長で高インピーダンス線路の特性インピ
ーダンスよりも小さな特性インピーダンスを有する低イ
ンピーダンス線路とからなり、第２の制御信号線は、高
インピーダンス線路の他端に接続されている。また、第
２の高周波信号阻止手段の第２構成例は、第１の絶縁手
段が形成されていない方の第１または第２の高周波信号
線に一端が接続されかつ高周波信号の波長の約１／４の
線路長で第１または第２の高周波信号線の特性インピー
ダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する高イン
ピーダンス線路と、一方の電極が高インピーダンス線路
の他端に接続されるとともに他方の電極が接地に接続さ
れたキャパシタとからなり、第２の制御信号線は、高イ
ンピーダンス線路の他端に接続されている。また、第２
の高周波信号阻止手段の第３構成例は、インダクタンス
素子からなる。また、第２の高周波信号阻止手段の第４
構成例は、第１または第２の高周波信号線の特性インピ
ーダンスよりも十分大きなインピーダンスを有する抵抗
素子からなる。この場合、抵抗素子は、第２の制御信号
線に直列に挿入されていてもよい。あるいは、抵抗素子
は、一端が第２の制御信号線に接続されるとともに他端
が開放されていてもよい。
【００１４】このように、静電誘導により発生する電荷
が第２の制御信号線を介して充放電されることにより、
スイッチング動作が安定するとともに、スイッチング速
度が速くなる。また、第２の制御信号線に上記のような
第２の高周波信号阻止手段を設けることにより、第２の
制御信号線への高周波信号の漏洩を防止できる。
が第２の制御信号線を介して充放電されることにより、
スイッチング動作が安定するとともに、スイッチング速
度が速くなる。また、第２の制御信号線に上記のような
第２の高周波信号阻止手段を設けることにより、第２の
制御信号線への高周波信号の漏洩を防止できる。
【００１５】また、上記したマイクロマシンスイッチ
は、第１の絶縁手段が形成された方の第１または第２の
高周波信号線の端部と第１の絶縁手段との間に一端が接
続されかつ第１または第２の高周波信号の波長の約１／
４の線路長で第１または第２の高周波信号線の特性イン
ピーダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する第
１の高インピーダンス線路と、第１の絶縁手段が形成さ
れていない方の第１または第２の高周波信号線に一端が
接続されかつ第１または第２の高周波信号の波長の約１
／４の線路長で第１または第２の高周波信号線の特性イ
ンピーダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する
第２の高インピーダンス線路と、一方の電極が第１の高
インピーダンス線路の他端に接続されるとともに他方の
電極が第２の高インピーダンス線路の他端に接続された
キャパシタとを更に備え、第１の高インピーダンス線路
の他端は、第１の制御信号線に接続され、第２の高イン
ピーダンス線路の他端は、接地に接続されていてもよ
い。
は、第１の絶縁手段が形成された方の第１または第２の
高周波信号線の端部と第１の絶縁手段との間に一端が接
続されかつ第１または第２の高周波信号の波長の約１／
４の線路長で第１または第２の高周波信号線の特性イン
ピーダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する第
１の高インピーダンス線路と、第１の絶縁手段が形成さ
れていない方の第１または第２の高周波信号線に一端が
接続されかつ第１または第２の高周波信号の波長の約１
／４の線路長で第１または第２の高周波信号線の特性イ
ンピーダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する
第２の高インピーダンス線路と、一方の電極が第１の高
インピーダンス線路の他端に接続されるとともに他方の
電極が第２の高インピーダンス線路の他端に接続された
キャパシタとを更に備え、第１の高インピーダンス線路
の他端は、第１の制御信号線に接続され、第２の高イン
ピーダンス線路の他端は、接地に接続されていてもよ
い。
【００１６】この構成において、第１の高インピーダン
ス線路と、キャパシタと、接地とにより第１の高周波信
号阻止手段が構成される。また、第２の高インピーダン
ス線路を接地に接続することにより第２の高周波信号阻
止手段が構成される。
ス線路と、キャパシタと、接地とにより第１の高周波信
号阻止手段が構成される。また、第２の高インピーダン
ス線路を接地に接続することにより第２の高周波信号阻
止手段が構成される。
【００１７】また、上記したマイクロマシンスイッチ
は、第１の絶縁手段が形成されていない方の第１または
第２の高周波信号線に形成された第３の絶縁手段と、第
３の絶縁手段が形成された方の第１または第２の高周波
信号線の端部と第３の絶縁手段との間に接続されかつ制
御信号と逆の極性を有する定電圧を印加する第２の制御
信号線と、第２の制御信号線に接続されかつ第１および
第２の高周波信号線に流れる高周波信号の通過を阻止す
る第２の高周波信号阻止手段とを更に備え、第２および
第３の絶縁手段の間の直流電圧レベルが定電圧のレベル
に保持されている。
は、第１の絶縁手段が形成されていない方の第１または
第２の高周波信号線に形成された第３の絶縁手段と、第
３の絶縁手段が形成された方の第１または第２の高周波
信号線の端部と第３の絶縁手段との間に接続されかつ制
御信号と逆の極性を有する定電圧を印加する第２の制御
信号線と、第２の制御信号線に接続されかつ第１および
第２の高周波信号線に流れる高周波信号の通過を阻止す
る第２の高周波信号阻止手段とを更に備え、第２および
第３の絶縁手段の間の直流電圧レベルが定電圧のレベル
に保持されている。
【００１８】このように、制御信号が印加されない方の
高周波信号線に予め所定の電圧をかけておけば、そのぶ
ん制御信号の電圧の大きさを小さくできる。
高周波信号線に予め所定の電圧をかけておけば、そのぶ
ん制御信号の電圧の大きさを小さくできる。
【００１９】また、本発明のマイクロマシンスイッチの
製造方法は、基板上に第１の高周波信号線と，一端が第
１の高周波信号線の端部と離間する第３の高周波信号線
と，第３の高周波信号線に接続された制御信号線とを形
成する第１の工程と、少なくとも第１および第３の高周
波信号線の隙間から第３の高周波信号線の一端にかけて
の領域上に犠牲層を形成する第２の工程と、犠牲層上に
おける第３の高周波信号線の一端と対向する部分に第１
の絶縁膜を形成するとともに、第３の高周波信号線の他
端に第２の絶縁膜を形成する第３の工程と、第１の高周
波信号線の端部から犠牲層上の第１の絶縁膜に至る部分
に金属からなるカンチレバーを形成するとともに，第２
の絶縁膜上から基板上に第４の高周波信号線を形成する
第４の工程と、犠牲層を除去する第５の工程とを備える
ことを特徴とする。あるいは、基板上に第５の高周波信
号線と，端部が第５の高周波信号線の一端と離間する第
２の高周波信号線と，第５の高周波信号線に接続された
制御信号線とを形成する第１の工程と、少なくとも第５
および第２の高周波信号線の隙間から第２の高周波信号
線の端部にかけての領域上に犠牲層を形成する第２の工
程と、犠牲層上における第２の高周波信号線の端部と対
向する部分に第１の絶縁膜を形成するとともに，第５の
高周波信号線の他端に第２の絶縁膜を形成する第３の工
程と、第５の高周波信号線の一端から犠牲層上の第１の
絶縁膜に至る部分に金属からなるカンチレバーを形成す
るとともに、第２の絶縁膜上から基板上に第６の高周波
信号線を形成する第４の工程と、犠牲層を除去する第５
の工程とを備えることを特徴とする。
製造方法は、基板上に第１の高周波信号線と，一端が第
１の高周波信号線の端部と離間する第３の高周波信号線
と，第３の高周波信号線に接続された制御信号線とを形
成する第１の工程と、少なくとも第１および第３の高周
波信号線の隙間から第３の高周波信号線の一端にかけて
の領域上に犠牲層を形成する第２の工程と、犠牲層上に
おける第３の高周波信号線の一端と対向する部分に第１
の絶縁膜を形成するとともに、第３の高周波信号線の他
端に第２の絶縁膜を形成する第３の工程と、第１の高周
波信号線の端部から犠牲層上の第１の絶縁膜に至る部分
に金属からなるカンチレバーを形成するとともに，第２
の絶縁膜上から基板上に第４の高周波信号線を形成する
第４の工程と、犠牲層を除去する第５の工程とを備える
ことを特徴とする。あるいは、基板上に第５の高周波信
号線と，端部が第５の高周波信号線の一端と離間する第
２の高周波信号線と，第５の高周波信号線に接続された
制御信号線とを形成する第１の工程と、少なくとも第５
および第２の高周波信号線の隙間から第２の高周波信号
線の端部にかけての領域上に犠牲層を形成する第２の工
程と、犠牲層上における第２の高周波信号線の端部と対
向する部分に第１の絶縁膜を形成するとともに，第５の
高周波信号線の他端に第２の絶縁膜を形成する第３の工
程と、第５の高周波信号線の一端から犠牲層上の第１の
絶縁膜に至る部分に金属からなるカンチレバーを形成す
るとともに、第２の絶縁膜上から基板上に第６の高周波
信号線を形成する第４の工程と、犠牲層を除去する第５
の工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】これにより、少ない工程で上記したマイク
ロマシンスイッチを製造できる。
ロマシンスイッチを製造できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明によるマイクロマシ
ンスイッチの第１の実施の形態を示す図であり、図１
（Ａ）は回路図、図１（Ｂ）は平面図、図１（Ｃ）は図
１（Ｂ）におけるＩC−ＩC′線方向の断面図、図１
（Ｄ）は図１（Ｃ）におけるＩD 部の拡大断面図であ
る。
実施の形態について詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明によるマイクロマシ
ンスイッチの第１の実施の形態を示す図であり、図１
（Ａ）は回路図、図１（Ｂ）は平面図、図１（Ｃ）は図
１（Ｂ）におけるＩC−ＩC′線方向の断面図、図１
（Ｄ）は図１（Ｃ）におけるＩD 部の拡大断面図であ
る。
【００２２】図１に示すように、高周波信号線１ａ，１
ｂは僅かな隙間を有して、基板１０上に形成されている
（図１では、１ｂを第１の高周波信号線、１ａを第２の
高周波信号線とする）。高周波信号線１ａ，１ｂは、例
えばＡｌなどの金属からなるマイクロストリップ線路に
より形成される。なお、高周波信号線１ａ，１ｂはコー
プレーナ線路、トリプレート線路およびスロット線路な
どの他の分布定数線路により形成されてもよい。
ｂは僅かな隙間を有して、基板１０上に形成されている
（図１では、１ｂを第１の高周波信号線、１ａを第２の
高周波信号線とする）。高周波信号線１ａ，１ｂは、例
えばＡｌなどの金属からなるマイクロストリップ線路に
より形成される。なお、高周波信号線１ａ，１ｂはコー
プレーナ線路、トリプレート線路およびスロット線路な
どの他の分布定数線路により形成されてもよい。
【００２３】ただし、高周波信号線１ａはキャパシタ１
５を介して高周波的に接続される高周波信号線１ａａと
１ａｂとからなる。キャパシタ１５は例えば高周波信号
線１ａａと１ａｂとを上下に重ね合わせ、その間にＳｉ
Ｏ2 などの絶縁膜１６を介挿することにより構成され
る。このキャパシタ１５は、高周波信号線１ａａに接続
された他のマイクロ波回路（図示せず）を高周波信号線
１ａｂから直流的に絶縁する第１の絶縁手段としての機
能を有している。したがって、高周波信号線１ａａに接
続された他のマイクロ波回路に含まれる結合コンデンサ
などを、第１の絶縁手段として利用してもよい。
５を介して高周波的に接続される高周波信号線１ａａと
１ａｂとからなる。キャパシタ１５は例えば高周波信号
線１ａａと１ａｂとを上下に重ね合わせ、その間にＳｉ
Ｏ2 などの絶縁膜１６を介挿することにより構成され
る。このキャパシタ１５は、高周波信号線１ａａに接続
された他のマイクロ波回路（図示せず）を高周波信号線
１ａｂから直流的に絶縁する第１の絶縁手段としての機
能を有している。したがって、高周波信号線１ａａに接
続された他のマイクロ波回路に含まれる結合コンデンサ
などを、第１の絶縁手段として利用してもよい。
【００２４】また、高周波信号線１ａが開放されてお
り、他のマイクロ波回路に接続されていなければキャパ
シタ１５は不要であり、この場合の高周波信号線１ａの
開放端は前記した第１の絶縁手段に含まれる。また、基
板１０には例えばガラス基板などの誘電体基板、または
Ｓｉ，ＧａＡｓ基板などの半導体基板が使用される。
り、他のマイクロ波回路に接続されていなければキャパ
シタ１５は不要であり、この場合の高周波信号線１ａの
開放端は前記した第１の絶縁手段に含まれる。また、基
板１０には例えばガラス基板などの誘電体基板、または
Ｓｉ，ＧａＡｓ基板などの半導体基板が使用される。
【００２５】高周波信号線１ｂの端部には、Ａｌなどの
導電性部材を含むポスト１２が形成されている。さらに
ポスト１２の上面にはアーム１３の基部が固定されてい
る。このアーム１３は、ポスト１２の上面から高周波信
号線１ａｂ端部の上方まで延在している。アーム１３
は、導電性を有し、かつ一度湾曲しても元の形状に復元
するような材料で形成される。例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃ
ｕなどで形成される。また、ボロンなどを拡散して導電
性をもたせたシリコン（アモルファスシリコン）などを
用いてもよい。なお、ポスト１２とアーム１３とを合わ
せてカンチレバー１１と呼ぶ。
導電性部材を含むポスト１２が形成されている。さらに
ポスト１２の上面にはアーム１３の基部が固定されてい
る。このアーム１３は、ポスト１２の上面から高周波信
号線１ａｂ端部の上方まで延在している。アーム１３
は、導電性を有し、かつ一度湾曲しても元の形状に復元
するような材料で形成される。例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃ
ｕなどで形成される。また、ボロンなどを拡散して導電
性をもたせたシリコン（アモルファスシリコン）などを
用いてもよい。なお、ポスト１２とアーム１３とを合わ
せてカンチレバー１１と呼ぶ。
【００２６】ポスト１２およびアーム１３は、図４，５
を用いて後述するように、同一材料による単一部材とし
てカンチレバー１１を構成してもよい。また逆に、図１
（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ポスト１２とアーム１３
とが同一材料により構成されている必要はない。さら
に、ポスト１２およびアーム１３の各々も必ずしも単一
の材料のみで形成されている必要はなく、複数の材料に
より形成されていてもよい。またこの場合、複数の材料
のすべてが導電性を有している必要もなく、絶縁体が一
部に含まれていてもかまわない。例えば、アーム１３が
強度上の理由等によりＡｌなどの導体とＳｉＯ2 などの
絶縁体とが積層された２層構造となっていてもよいし、
ポスト１２も高周波信号の伝搬を妨げない程度に絶縁体
を含んでいてもよい。
を用いて後述するように、同一材料による単一部材とし
てカンチレバー１１を構成してもよい。また逆に、図１
（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ポスト１２とアーム１３
とが同一材料により構成されている必要はない。さら
に、ポスト１２およびアーム１３の各々も必ずしも単一
の材料のみで形成されている必要はなく、複数の材料に
より形成されていてもよい。またこの場合、複数の材料
のすべてが導電性を有している必要もなく、絶縁体が一
部に含まれていてもかまわない。例えば、アーム１３が
強度上の理由等によりＡｌなどの導体とＳｉＯ2 などの
絶縁体とが積層された２層構造となっていてもよいし、
ポスト１２も高周波信号の伝搬を妨げない程度に絶縁体
を含んでいてもよい。
【００２７】アーム１３の先端部下面、すなわち高周波
信号線１ａｂと対向する部分には第２の絶縁手段とし
て、ＳｉＯ2 などの絶縁膜１４が形成されている。アー
ム１３はポスト１２により所定の高さを与えられてお
り、アーム１３に取り付けられた絶縁膜１４は通常、高
周波信号線１ａｂと離間している。逆に言えば、絶縁膜
１４と高周波信号線１ａｂとが通常離間するように、ポ
スト１３の高さが決められる。
信号線１ａｂと対向する部分には第２の絶縁手段とし
て、ＳｉＯ2 などの絶縁膜１４が形成されている。アー
ム１３はポスト１２により所定の高さを与えられてお
り、アーム１３に取り付けられた絶縁膜１４は通常、高
周波信号線１ａｂと離間している。逆に言えば、絶縁膜
１４と高周波信号線１ａｂとが通常離間するように、ポ
スト１３の高さが決められる。
【００２８】第２の絶縁手段は、高周波信号線１ａ，１
ｂの導通時にキャパシタ１５とともに、高周波信号線１
ａｂの電圧レベルを後述する制御信号の電圧レベルに保
持するためのものである。したがって、第２の絶縁手段
として図２に示すような、高周波信号線１ａｂの端部上
面に形成された絶縁膜１４ａを用いてもよい。また、絶
縁膜１４と１４ａとを組み合わせて、第２の絶縁手段と
してもよい。なお、高周波信号線１ａｂの電圧レベルが
制御信号の電圧レベルに完全一致している必要はなく、
カンチレバー１１が制御信号に基づいて動作できる程度
に高周波信号線１ａｂの電圧レベルが保持されればよ
い。
ｂの導通時にキャパシタ１５とともに、高周波信号線１
ａｂの電圧レベルを後述する制御信号の電圧レベルに保
持するためのものである。したがって、第２の絶縁手段
として図２に示すような、高周波信号線１ａｂの端部上
面に形成された絶縁膜１４ａを用いてもよい。また、絶
縁膜１４と１４ａとを組み合わせて、第２の絶縁手段と
してもよい。なお、高周波信号線１ａｂの電圧レベルが
制御信号の電圧レベルに完全一致している必要はなく、
カンチレバー１１が制御信号に基づいて動作できる程度
に高周波信号線１ａｂの電圧レベルが保持されればよ
い。
【００２９】図１（Ａ）に示すように、高周波信号線１
ａｂには第１の制御信号線２を介して制御装置３が接続
されている。制御装置３は直流電圧のレベル変化からな
る制御信号を出力するものである。後述するように、こ
の制御信号に基づき高周波信号線１ａ，１ｂの接続状態
が切り換えられる。
ａｂには第１の制御信号線２を介して制御装置３が接続
されている。制御装置３は直流電圧のレベル変化からな
る制御信号を出力するものである。後述するように、こ
の制御信号に基づき高周波信号線１ａ，１ｂの接続状態
が切り換えられる。
【００３０】次に、図１に示したマイクロマシンスイッ
チの動作を説明する。ただし、制御信号は正の電圧のＯ
Ｎ／ＯＦＦからなるものとする。前述したとおり、通常
時、アーム１３先端の絶縁膜１４は高周波信号線１ａｂ
と離間しているので、高周波信号線１ａｂ，１ｂの高周
波接続が開放されている。
チの動作を説明する。ただし、制御信号は正の電圧のＯ
Ｎ／ＯＦＦからなるものとする。前述したとおり、通常
時、アーム１３先端の絶縁膜１４は高周波信号線１ａｂ
と離間しているので、高周波信号線１ａｂ，１ｂの高周
波接続が開放されている。
【００３１】このとき、制御装置３から第１の制御信号
線２を介して高周波信号線１ａｂに正の電圧が印加され
ると、高周波信号線１ａｂの表面に正電荷が発生すると
ともに、対向するアーム１３の先端部下面に静電誘導に
より負電荷が現れ、両者間に吸引力が発生する。この力
によりアーム１３は基板１０側に湾曲して、アーム１３
の先端部に形成された絶縁膜１４が高周波信号線１ａｂ
と接触すると、容量結合により高周波信号線１ａｂと１
ｂとが高周波的に接続される。高周波信号線１ａａと１
ａｂも容量結合により高周波的に接続されているので、
高周波信号線１ａａから高周波信号線１ｂへ高周波信号
ＲＦが低損失で流れる。
線２を介して高周波信号線１ａｂに正の電圧が印加され
ると、高周波信号線１ａｂの表面に正電荷が発生すると
ともに、対向するアーム１３の先端部下面に静電誘導に
より負電荷が現れ、両者間に吸引力が発生する。この力
によりアーム１３は基板１０側に湾曲して、アーム１３
の先端部に形成された絶縁膜１４が高周波信号線１ａｂ
と接触すると、容量結合により高周波信号線１ａｂと１
ｂとが高周波的に接続される。高周波信号線１ａａと１
ａｂも容量結合により高周波的に接続されているので、
高周波信号線１ａａから高周波信号線１ｂへ高周波信号
ＲＦが低損失で流れる。
【００３２】このとき、絶縁膜１６，１４により高周波
信号線１ａｂは高周波信号線１ａａ，１ｂ、さらには高
周波信号線１ａａ，１ｂに接続された他のマイクロ波回
路（図示せず）と直流および低周波的に絶縁されてい
る。このため、高周波信号線１ａｂに与えられた制御信
号が他のマイクロ波回路へ漏れることはなく、高周波信
号線１ａｂの直流電圧レベルは保持される。一方、高周
波信号線１ａｂへの電圧の印加が停止されると、高周波
信号線１ａｂとアーム１３との吸引力がなくなる。この
ため、アーム１３は元の形状に戻るので、再び絶縁膜１
４は高周波信号線１ａｂと離間する。これにより、高周
波信号線１ａ，１ｂの高周波接続が開放される。
信号線１ａｂは高周波信号線１ａａ，１ｂ、さらには高
周波信号線１ａａ，１ｂに接続された他のマイクロ波回
路（図示せず）と直流および低周波的に絶縁されてい
る。このため、高周波信号線１ａｂに与えられた制御信
号が他のマイクロ波回路へ漏れることはなく、高周波信
号線１ａｂの直流電圧レベルは保持される。一方、高周
波信号線１ａｂへの電圧の印加が停止されると、高周波
信号線１ａｂとアーム１３との吸引力がなくなる。この
ため、アーム１３は元の形状に戻るので、再び絶縁膜１
４は高周波信号線１ａｂと離間する。これにより、高周
波信号線１ａ，１ｂの高周波接続が開放される。
【００３３】なお、高周波信号線１ａｂは制御信号の電
圧レベルを保持する構成を有していればよく、図３に示
すように高周波信号線１ａｂの途中に別のマイクロ波回
路９１が接続されていてもよい。
圧レベルを保持する構成を有していればよく、図３に示
すように高周波信号線１ａｂの途中に別のマイクロ波回
路９１が接続されていてもよい。
【００３４】次に、図１（Ｄ）を参照して、マイクロマ
シンスイッチの各部の寸法の一例を示す。ここで、アー
ム１３はＡｌで形成され、制御信号として４０Ｖの電圧
が印加されものとする。まず、アーム１３の強度の関係
上、所望のバネ定数を得るために、アーム１３の厚みｔ
は０．５μｍ程度に決められる。また、高周波信号線１
ａｂの上面からアーム１３に形成された絶縁膜１４まで
の通常時の高さＨは５μｍ程度である。さらに、高周波
信号線１ａｂとアーム１３との対向面積は０．０１ｍｍ
2 程度である。このように諸寸法を設定することによ
り、前述したように動作するマイクロマシンスイッチを
実現できる。なお、ここで挙げた各部の寸法はあくまで
例示であって、これに限定されるものではない。
シンスイッチの各部の寸法の一例を示す。ここで、アー
ム１３はＡｌで形成され、制御信号として４０Ｖの電圧
が印加されものとする。まず、アーム１３の強度の関係
上、所望のバネ定数を得るために、アーム１３の厚みｔ
は０．５μｍ程度に決められる。また、高周波信号線１
ａｂの上面からアーム１３に形成された絶縁膜１４まで
の通常時の高さＨは５μｍ程度である。さらに、高周波
信号線１ａｂとアーム１３との対向面積は０．０１ｍｍ
2 程度である。このように諸寸法を設定することによ
り、前述したように動作するマイクロマシンスイッチを
実現できる。なお、ここで挙げた各部の寸法はあくまで
例示であって、これに限定されるものではない。
【００３５】次に、図１に示したマイクロマシンスイッ
チの製造方法について説明する。図４および図５はこの
マイクロマシンスイッチを製造する際の主要な工程を示
す断面図である。まず、基板１０上にフォトレジストを
塗布する。このフォトレジストを公知のフォトリソグラ
フィ技術でパターンニングし、所定の位置に溝２１ａを
備えたレジストパターン２１を形成する。なお、図４
（Ａ）には後の工程で高周波信号線１ａｂ，１ｂが形成
される部分の溝２１ａが示されているが、第１の制御信
号線２が形成される部分にも溝が形成されている。
チの製造方法について説明する。図４および図５はこの
マイクロマシンスイッチを製造する際の主要な工程を示
す断面図である。まず、基板１０上にフォトレジストを
塗布する。このフォトレジストを公知のフォトリソグラ
フィ技術でパターンニングし、所定の位置に溝２１ａを
備えたレジストパターン２１を形成する。なお、図４
（Ａ）には後の工程で高周波信号線１ａｂ，１ｂが形成
される部分の溝２１ａが示されているが、第１の制御信
号線２が形成される部分にも溝が形成されている。
【００３６】次に、図４（Ｂ）に示すように、基板１０
上の全域にスパッタ法でＡｌなどからなる金属膜２２を
形成する。そして、有機溶剤などに溶解させる方法など
によりレジストパターン２１を除去することで、レジス
トパターン２１上の金属膜２２を選択的に除去（リフト
オフ）し、図４（Ｃ）に示すように基板１０上に高周波
信号線１ａｂ，１ｂを形成する。図示しないが、このと
き、高周波信号線１ａｂに接続された第１の制御信号線
２も形成される。
上の全域にスパッタ法でＡｌなどからなる金属膜２２を
形成する。そして、有機溶剤などに溶解させる方法など
によりレジストパターン２１を除去することで、レジス
トパターン２１上の金属膜２２を選択的に除去（リフト
オフ）し、図４（Ｃ）に示すように基板１０上に高周波
信号線１ａｂ，１ｂを形成する。図示しないが、このと
き、高周波信号線１ａｂに接続された第１の制御信号線
２も形成される。
【００３７】次に、図４（Ｄ）に示すように、感光性を
有するポリイミドを塗布して乾燥させ、基板１０上の全
域に膜厚５〜６μｍ程度の犠牲層２３を形成する。そし
て、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて図４（Ｅ）
に示すように犠牲層２３をパターンニングし、高周波信
号線１ａｂ，１ｂの隙間から高周波信号線１ａｂの一端
（高周波信号線１ｂ側の端部）にかけて（すなわち、図
１に示したアーム１３が形成される部分）の犠牲層２３
を残して、不要部分を除去する。なお、図４（Ｅ）で
は、高周波信号線１ｂの端部を除く部分にも犠牲層２３
を残してある。ここで、２００〜３００℃に加熱して、
残された犠牲層２３を硬化させる。
有するポリイミドを塗布して乾燥させ、基板１０上の全
域に膜厚５〜６μｍ程度の犠牲層２３を形成する。そし
て、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて図４（Ｅ）
に示すように犠牲層２３をパターンニングし、高周波信
号線１ａｂ，１ｂの隙間から高周波信号線１ａｂの一端
（高周波信号線１ｂ側の端部）にかけて（すなわち、図
１に示したアーム１３が形成される部分）の犠牲層２３
を残して、不要部分を除去する。なお、図４（Ｅ）で
は、高周波信号線１ｂの端部を除く部分にも犠牲層２３
を残してある。ここで、２００〜３００℃に加熱して、
残された犠牲層２３を硬化させる。
【００３８】次に、図５（Ａ）に示すように、基板１０
上の全域にＣＶＤ法またはスパッタ法などの手段により
ＳｉＯ2 を堆積して、膜厚０．０１〜０．３μｍ程度の
絶縁膜２４を形成する。そして、公知のフォトリソグラ
フィ技術とエッチング技術を用いて、所定の箇所を残し
て絶縁膜２４を除去する。こうして、図５（Ｂ）に示す
ように、犠牲層２３上における高周波信号線１ｂの一端
と対向する部分に絶縁膜（第１の絶縁膜）１４を形成
し、高周波信号線１ｂの他端に絶縁膜（第２の絶縁膜）
１６を形成する。なお、ここで使用されたフォトレジス
トはアルカリ溶剤で除去される。
上の全域にＣＶＤ法またはスパッタ法などの手段により
ＳｉＯ2 を堆積して、膜厚０．０１〜０．３μｍ程度の
絶縁膜２４を形成する。そして、公知のフォトリソグラ
フィ技術とエッチング技術を用いて、所定の箇所を残し
て絶縁膜２４を除去する。こうして、図５（Ｂ）に示す
ように、犠牲層２３上における高周波信号線１ｂの一端
と対向する部分に絶縁膜（第１の絶縁膜）１４を形成
し、高周波信号線１ｂの他端に絶縁膜（第２の絶縁膜）
１６を形成する。なお、ここで使用されたフォトレジス
トはアルカリ溶剤で除去される。
【００３９】次に、図５（Ｃ）に示すように、高周波信
号線１ｂの端部から犠牲層１４上の絶縁膜１３まで至る
部分にＡｌなどからなるカンチレバー１１を、また絶縁
膜１６上から基板１０上をはうようにＡｌなどからなる
高周波信号線１ａａを、リフトオフ法を用いて同時に形
成する。最後に、酸素ガスのプラズマを用いたドライエ
ッチング法で、図５（Ｄ）に示すように、犠牲層２３の
みを選択的に除去することにより、マイクロマシンスイ
ッチが完成する（なお、図４および図５では、１ｂを第
１の高周波信号線、１ａｂを第３の高周波信号線、１ａ
ａを第４の高周波信号線とする）。ここではカンチレバ
ー１１を構成するポスト１２とアーム１３とを同一工程
で形成する方法を示したが、もちろん、ポスト１２とア
ーム１３とを別々の工程で形成してもよい。
号線１ｂの端部から犠牲層１４上の絶縁膜１３まで至る
部分にＡｌなどからなるカンチレバー１１を、また絶縁
膜１６上から基板１０上をはうようにＡｌなどからなる
高周波信号線１ａａを、リフトオフ法を用いて同時に形
成する。最後に、酸素ガスのプラズマを用いたドライエ
ッチング法で、図５（Ｄ）に示すように、犠牲層２３の
みを選択的に除去することにより、マイクロマシンスイ
ッチが完成する（なお、図４および図５では、１ｂを第
１の高周波信号線、１ａｂを第３の高周波信号線、１ａ
ａを第４の高周波信号線とする）。ここではカンチレバ
ー１１を構成するポスト１２とアーム１３とを同一工程
で形成する方法を示したが、もちろん、ポスト１２とア
ーム１３とを別々の工程で形成してもよい。
【００４０】ここで、図１に示したマイクロマシンスイ
ッチと図２２に示した従来のマイクロマシンスイッチの
構成を対比する。まず、図１に示したカンチレバー１１
は可動接点としての機能と、可動接点の支持手段として
の機能とを兼ね備えている。したがって、カンチレバー
１１は機能的にみて図２２に示したコンタクト１１５と
アーム１１３とポスト１１２とに相当するが、前者は後
者に比べて簡単な構造をしている。また、カンチレバー
１１はポスト１２とアーム１３とにより構成されるが、
図５（Ｃ）で示したようにポスト１２とアーム１３とは
同一工程で形成できるので、カンチレバー１１の形成は
極めて容易である。
ッチと図２２に示した従来のマイクロマシンスイッチの
構成を対比する。まず、図１に示したカンチレバー１１
は可動接点としての機能と、可動接点の支持手段として
の機能とを兼ね備えている。したがって、カンチレバー
１１は機能的にみて図２２に示したコンタクト１１５と
アーム１１３とポスト１１２とに相当するが、前者は後
者に比べて簡単な構造をしている。また、カンチレバー
１１はポスト１２とアーム１３とにより構成されるが、
図５（Ｃ）で示したようにポスト１２とアーム１３とは
同一工程で形成できるので、カンチレバー１１の形成は
極めて容易である。
【００４１】また、図１に示したマイクロマシンスイッ
チでは、制御信号を高周波信号線１ａｂに印加してカン
チレバー１１の動作を制御するようにしたので、従来必
要であった下部電極１１１および上部電極１１４は不要
となり、この点でも構造が簡単になる。その一方で、高
周波信号線１ａｂを他のマイクロ波回路と直流的に絶縁
するために絶縁膜１４，１６が必要になるが、従来のマ
イクロマシンスイッチでも容量結合形の場合にはコンタ
クト１１５の下面に絶縁膜を形成する必要がある。ま
た、図５（Ｂ），（Ｃ）で示したように、絶縁膜１６を
絶縁膜１４と同一工程で形成でき、また高周波信号線１
ａａをカンチレバー１１と同一工程で形成できるので、
製造工程が複雑になるわけではない。以上のように、本
発明によれば簡単な構造のため容易に製造できるマイク
ロマシンスイッチを実現できる。
チでは、制御信号を高周波信号線１ａｂに印加してカン
チレバー１１の動作を制御するようにしたので、従来必
要であった下部電極１１１および上部電極１１４は不要
となり、この点でも構造が簡単になる。その一方で、高
周波信号線１ａｂを他のマイクロ波回路と直流的に絶縁
するために絶縁膜１４，１６が必要になるが、従来のマ
イクロマシンスイッチでも容量結合形の場合にはコンタ
クト１１５の下面に絶縁膜を形成する必要がある。ま
た、図５（Ｂ），（Ｃ）で示したように、絶縁膜１６を
絶縁膜１４と同一工程で形成でき、また高周波信号線１
ａａをカンチレバー１１と同一工程で形成できるので、
製造工程が複雑になるわけではない。以上のように、本
発明によれば簡単な構造のため容易に製造できるマイク
ロマシンスイッチを実現できる。
【００４２】なお、図１〜図５ではカンチレバー１１の
高周波信号線１ｂ側が固定された構造となっているが、
図６に示すように、逆にカンチレバー１１の高周波信号
線１ａ側が固定された構造となっていてもよい。この場
合も第１の制御信号線２は高周波信号線１ａｂに接続さ
れる。したがって、制御信号としての電圧はカンチレバ
ー１１に印加されるが、図１と同様の動作原理で高周波
信号線１ａ，１ｂを開閉することができる。また、図６
に示したマイクロマシンスイッチは、図４，図５と同様
の工程を経て製造することができる（なお、図６では、
１ａを第１の高周波信号線、１ｂを第２の高周波信号
線、１ａｂを第５の高周波信号線、１ａａを第６の高周
波信号線とする）。
高周波信号線１ｂ側が固定された構造となっているが、
図６に示すように、逆にカンチレバー１１の高周波信号
線１ａ側が固定された構造となっていてもよい。この場
合も第１の制御信号線２は高周波信号線１ａｂに接続さ
れる。したがって、制御信号としての電圧はカンチレバ
ー１１に印加されるが、図１と同様の動作原理で高周波
信号線１ａ，１ｂを開閉することができる。また、図６
に示したマイクロマシンスイッチは、図４，図５と同様
の工程を経て製造することができる（なお、図６では、
１ａを第１の高周波信号線、１ｂを第２の高周波信号
線、１ａｂを第５の高周波信号線、１ａａを第６の高周
波信号線とする）。
【００４３】（第２の実施の形態）図７は本発明による
マイクロマシンスイッチの第２の実施の形態の構成を示
す回路図である。図７において図１と同一部分には同一
符号を付し、その説明を適宜省略する。図７に示したマ
イクロマシンスイッチは、図１に示したマイクロマシン
スイッチの第１の制御信号線２に第１の高周波信号阻止
手段４が接続されている。第１の高周波信号阻止手段４
は、高周波信号ＲＦの通過を阻止するものである。した
がって、高周波信号線１ａ，１ｂに流れる高周波信号Ｒ
Ｆの制御装置３への流入を阻止でき、マイクロマシンス
イッチの挿入損失を低減できる。
マイクロマシンスイッチの第２の実施の形態の構成を示
す回路図である。図７において図１と同一部分には同一
符号を付し、その説明を適宜省略する。図７に示したマ
イクロマシンスイッチは、図１に示したマイクロマシン
スイッチの第１の制御信号線２に第１の高周波信号阻止
手段４が接続されている。第１の高周波信号阻止手段４
は、高周波信号ＲＦの通過を阻止するものである。した
がって、高周波信号線１ａ，１ｂに流れる高周波信号Ｒ
Ｆの制御装置３への流入を阻止でき、マイクロマシンス
イッチの挿入損失を低減できる。
【００４４】また、図１に示したマイクロマシンスイッ
チでは、第１の制御信号線２の配置によっては、第１の
制御信号線２から漏洩した電力が他の高周波信号線へ結
合して、回路全体の特性に悪影響を及ぼしたり、共振の
原因になるおそれがあった。しかし、第１の制御信号線
２に第１の高周波信号阻止手段４を接続することによ
り、第１の制御信号線２から他の高周波信号線への電磁
的結合を防止できるので、マイクロマシンスイッチが使
用される回路の高周波特性を改善できる。
チでは、第１の制御信号線２の配置によっては、第１の
制御信号線２から漏洩した電力が他の高周波信号線へ結
合して、回路全体の特性に悪影響を及ぼしたり、共振の
原因になるおそれがあった。しかし、第１の制御信号線
２に第１の高周波信号阻止手段４を接続することによ
り、第１の制御信号線２から他の高周波信号線への電磁
的結合を防止できるので、マイクロマシンスイッチが使
用される回路の高周波特性を改善できる。
【００４５】次に、図８〜図１２を用いて、図７におけ
る第１の高周波信号阻止手段４の構成例について説明す
る。まず、第１の高周波信号阻止手段４の第１構成例に
ついて説明する。図８はこの第１構成例を示す図であ
り、図８（Ａ）は回路図、図８（Ｂ）は平面図である。
第１の高周波信号阻止手段４の第１構成例は、高インピ
ーダンスλ／４線路３１と低インピーダンスλ／４線路
３２とにより構成されるフィルタ３０である。高インピ
ーダンスλ／４線路３１は、線路長が約λ／４（λは高
周波信号ＲＦの波長）であり、高周波信号線１ａ，１ｂ
よりも大きな特性インピーダンスを有している。また、
低インピーダンスλ／４線路３２は、線路長が約λ／４
であり、高インピーダンスλ／４線路３１よりも小さな
特性インピーダンスを有している。
る第１の高周波信号阻止手段４の構成例について説明す
る。まず、第１の高周波信号阻止手段４の第１構成例に
ついて説明する。図８はこの第１構成例を示す図であ
り、図８（Ａ）は回路図、図８（Ｂ）は平面図である。
第１の高周波信号阻止手段４の第１構成例は、高インピ
ーダンスλ／４線路３１と低インピーダンスλ／４線路
３２とにより構成されるフィルタ３０である。高インピ
ーダンスλ／４線路３１は、線路長が約λ／４（λは高
周波信号ＲＦの波長）であり、高周波信号線１ａ，１ｂ
よりも大きな特性インピーダンスを有している。また、
低インピーダンスλ／４線路３２は、線路長が約λ／４
であり、高インピーダンスλ／４線路３１よりも小さな
特性インピーダンスを有している。
【００４６】これらの線路３１，３２の特性インピーダ
ンスの値は、高周波信号線１ａ，１ｂの特性インピーダ
ンスに応じて決められ、例えば高周波信号線１ａ，１ｂ
の特性が一般的な５０Ωであれば、高インピーダンスλ
／４線路３１の特性インピーダンスは概ね７０〜２００
Ω（すなわち、高周波信号線１ａ，１ｂの特性インピー
ダンスの１．４〜４倍）程度、低インピーダンスλ／４
線路３２の特性インピーダンスは概ね２０〜４０Ω（す
なわち、高周波信号線１ａ，１ｂの特性インピーダンス
の０．４〜０．８倍）程度であることが望ましい。
ンスの値は、高周波信号線１ａ，１ｂの特性インピーダ
ンスに応じて決められ、例えば高周波信号線１ａ，１ｂ
の特性が一般的な５０Ωであれば、高インピーダンスλ
／４線路３１の特性インピーダンスは概ね７０〜２００
Ω（すなわち、高周波信号線１ａ，１ｂの特性インピー
ダンスの１．４〜４倍）程度、低インピーダンスλ／４
線路３２の特性インピーダンスは概ね２０〜４０Ω（す
なわち、高周波信号線１ａ，１ｂの特性インピーダンス
の０．４〜０．８倍）程度であることが望ましい。
【００４７】高インピーダンスλ／４線路３１の一端は
高周波信号線１ａｂに接続され、他端は低インピーダン
スλ／４線路３２の一端に接続される。低インピーダン
スλ／４線路３２の他端は開放されている。さらに、高
インピーダンスλ／４線路３１の他端（すなわち、線路
３１と３２の接続点３３）には、高インピーダンスの第
１の制御信号線２が接続される。
高周波信号線１ａｂに接続され、他端は低インピーダン
スλ／４線路３２の一端に接続される。低インピーダン
スλ／４線路３２の他端は開放されている。さらに、高
インピーダンスλ／４線路３１の他端（すなわち、線路
３１と３２の接続点３３）には、高インピーダンスの第
１の制御信号線２が接続される。
【００４８】以下、このフィルタ３０の動作原理を簡単
に説明する。上述したように、低インピーダンスλ／４
線路３２の他端は開放されている。このため、この他端
よりλ／４経た接続点３３から低インピーダンスλ／４
線路３２側をみたときのインピーダンスは０Ωとなるの
で、接続点３３で高周波的に接地されている状態と等価
となる。したがって、この接続点３３に第１の制御信号
線２を並列に接続しても、接続点３３でのインピーダン
スは０Ωのままであり、高周波の振る舞いに影響を与え
ない。
に説明する。上述したように、低インピーダンスλ／４
線路３２の他端は開放されている。このため、この他端
よりλ／４経た接続点３３から低インピーダンスλ／４
線路３２側をみたときのインピーダンスは０Ωとなるの
で、接続点３３で高周波的に接地されている状態と等価
となる。したがって、この接続点３３に第１の制御信号
線２を並列に接続しても、接続点３３でのインピーダン
スは０Ωのままであり、高周波の振る舞いに影響を与え
ない。
【００４９】さらに、高周波信号線１ａｂは接続点３３
から線路長λ／４の高インピーダンスλ／４線路３２を
経て接続されているので、高周波信号線１ａｂからフィ
ルタ３０側をみたときのインピーダンスは無限大（∞
Ω）となる。したがって、高周波信号線１ａｂからフィ
ルタ３０側には高周波は流れないので、高周波的にはフ
ィルタ３０と第１の制御信号線２とがない状態と等価と
なる。ここで説明したフィルタ３０の構成は、一般にバ
イアスティーと呼ばれているが、特定の周波数帯のみ遮
断するので、一種の帯域阻止フィルタとして動作する。
から線路長λ／４の高インピーダンスλ／４線路３２を
経て接続されているので、高周波信号線１ａｂからフィ
ルタ３０側をみたときのインピーダンスは無限大（∞
Ω）となる。したがって、高周波信号線１ａｂからフィ
ルタ３０側には高周波は流れないので、高周波的にはフ
ィルタ３０と第１の制御信号線２とがない状態と等価と
なる。ここで説明したフィルタ３０の構成は、一般にバ
イアスティーと呼ばれているが、特定の周波数帯のみ遮
断するので、一種の帯域阻止フィルタとして動作する。
【００５０】次に、第１の高周波信号阻止手段４の第２
構成例について説明する。図９はこの第２構成例を示す
図であり、図９（Ａ）は回路図、図９（Ｂ）は平面図で
ある。第１の高周波信号阻止手段４の第２構成例は、高
インピーダンスλ／４線路４１と、キャパシタ４２と、
接地４３とにより構成されるフィルタ４０である。図９
（Ａ）に示すように、高インピーダンスλ／４線路４１
の一端は高周波信号線１ａｂに接続され、他端はキャパ
シタ４２の一方の電極に接続される。また、このキャパ
シタ４２の他方の電極は接地４３に接続される。さら
に、高インピーダンスλ／４線路４１が接続されるキャ
パシタ４２の一方の電極には、第１の制御信号線２が接
続される。
構成例について説明する。図９はこの第２構成例を示す
図であり、図９（Ａ）は回路図、図９（Ｂ）は平面図で
ある。第１の高周波信号阻止手段４の第２構成例は、高
インピーダンスλ／４線路４１と、キャパシタ４２と、
接地４３とにより構成されるフィルタ４０である。図９
（Ａ）に示すように、高インピーダンスλ／４線路４１
の一端は高周波信号線１ａｂに接続され、他端はキャパ
シタ４２の一方の電極に接続される。また、このキャパ
シタ４２の他方の電極は接地４３に接続される。さら
に、高インピーダンスλ／４線路４１が接続されるキャ
パシタ４２の一方の電極には、第１の制御信号線２が接
続される。
【００５１】キャパシタ４２は図９（Ｂ）に示すよう
に、前記一方の電極となる電極４４と、前記他方の電極
となる接地された電極４３ａと、電極４４，４３ａ間に
介挿された絶縁膜４５とにより構成できる。高インピー
ダンスλ／４線路４１は、特性インピーダンスが高く、
線路長が約λ／４（λは高周波信号ＲＦの波長）であ
る。高インピーダンスλ／４線路４１の特性インピーダ
ンスの値は、図８における高インピーダンスλ／４線路
３１と同様に決められる。
に、前記一方の電極となる電極４４と、前記他方の電極
となる接地された電極４３ａと、電極４４，４３ａ間に
介挿された絶縁膜４５とにより構成できる。高インピー
ダンスλ／４線路４１は、特性インピーダンスが高く、
線路長が約λ／４（λは高周波信号ＲＦの波長）であ
る。高インピーダンスλ／４線路４１の特性インピーダ
ンスの値は、図８における高インピーダンスλ／４線路
３１と同様に決められる。
【００５２】以下、このフィルタ４０の動作原理を簡単
に説明する。キャパシタ４２は十分な容量を有してお
り、高インピーダンスλ／４線路４１とキャパシタ４２
との接続点は高周波的に接地されているのと等価とな
り、インピーダンスは０Ωとなる。したがって、図８の
場合と同様、この接続点に第１の制御信号線２をさらに
接続しても、高周波的には影響がない。さらに、高周波
信号線１ａｂはキャパシタ４２から線路長λ／４の高イ
ンピーダンスλ／４線路４１を経て接続されているの
で、高周波信号線１ａｂからフィルタ４０側をみたとき
のインピーダンスは無限大（∞Ω）、つまり高周波信号
線１ａｂからフィルタ４０側に高周波信号ＲＦが流れな
い状態となる。ここで説明したフィルタ４０もバイアス
ティーの一種であり、帯域阻止フィルタとして動作す
る。
に説明する。キャパシタ４２は十分な容量を有してお
り、高インピーダンスλ／４線路４１とキャパシタ４２
との接続点は高周波的に接地されているのと等価とな
り、インピーダンスは０Ωとなる。したがって、図８の
場合と同様、この接続点に第１の制御信号線２をさらに
接続しても、高周波的には影響がない。さらに、高周波
信号線１ａｂはキャパシタ４２から線路長λ／４の高イ
ンピーダンスλ／４線路４１を経て接続されているの
で、高周波信号線１ａｂからフィルタ４０側をみたとき
のインピーダンスは無限大（∞Ω）、つまり高周波信号
線１ａｂからフィルタ４０側に高周波信号ＲＦが流れな
い状態となる。ここで説明したフィルタ４０もバイアス
ティーの一種であり、帯域阻止フィルタとして動作す
る。
【００５３】次に、第１の高周波信号阻止手段４の第３
構成例について説明する。図１０はこの第３構成例を示
す図であり、図１０（Ａ）は回路図、図１０（Ｂ），
（Ｃ）は平面図である。図１０（Ａ）に示すように第１
の高周波信号阻止手段４として、インダクタンス素子か
らなるフィルタ５０を使用することもできる。より具体
的には、図１０（Ｂ）に示すスパイラルインダクタ５
１、および図１０（Ｃ）に示すミアンダラインインダク
タ５２などを使用できる。これら誘導性の回路素子は、
直流〜低周波数では低インピーダンスであるが、高周波
数では高インピーダンスを示すので、低域通過フィルタ
として動作する。ただし、カットオフ周波数は、高周波
信号ＲＦの周波数よりも低く設定される。
構成例について説明する。図１０はこの第３構成例を示
す図であり、図１０（Ａ）は回路図、図１０（Ｂ），
（Ｃ）は平面図である。図１０（Ａ）に示すように第１
の高周波信号阻止手段４として、インダクタンス素子か
らなるフィルタ５０を使用することもできる。より具体
的には、図１０（Ｂ）に示すスパイラルインダクタ５
１、および図１０（Ｃ）に示すミアンダラインインダク
タ５２などを使用できる。これら誘導性の回路素子は、
直流〜低周波数では低インピーダンスであるが、高周波
数では高インピーダンスを示すので、低域通過フィルタ
として動作する。ただし、カットオフ周波数は、高周波
信号ＲＦの周波数よりも低く設定される。
【００５４】このような分布定数素子だけでなく、コイ
ルなどの集中定数素子を外付けして利用してもよい。な
お、低域通過フィルタとしては、特性インピーダンスの
異なる線路を多段縦続接続して構成したフィルタなど、
他のタイプのフィルタも利用できる。
ルなどの集中定数素子を外付けして利用してもよい。な
お、低域通過フィルタとしては、特性インピーダンスの
異なる線路を多段縦続接続して構成したフィルタなど、
他のタイプのフィルタも利用できる。
【００５５】次に、第１の高周波信号阻止手段４の第４
構成例について説明する。図１１はこの第４構成例を示
す図であり、図１１（Ａ）は回路図、図１１（Ｂ）は平
面図である。図１１（Ａ）に示すように、第１の高周波
信号阻止手段４として抵抗素子６１を第１の制御信号線
２に直列に挿入して、高周波信号ＲＦの流入を阻止する
こともできる。
構成例について説明する。図１１はこの第４構成例を示
す図であり、図１１（Ａ）は回路図、図１１（Ｂ）は平
面図である。図１１（Ａ）に示すように、第１の高周波
信号阻止手段４として抵抗素子６１を第１の制御信号線
２に直列に挿入して、高周波信号ＲＦの流入を阻止する
こともできる。
【００５６】抵抗素子６１のインピーダンスの値は、高
周波信号線１ａ，１ｂの特性インピーダンスの２倍以上
であればよいが、概ね２０倍以上に設定されることが望
ましい。すなわち、高周波信号線１ａ，１ｂの特性が一
般的な５０Ωであれば、抵抗素子６１のインピーダンス
は概ね１ｋΩ以上に決められる。このように抵抗素子６
１のインピーダンスを決めることにより、高周波信号線
１ａ，１ｂと整合がとれなくなるので、第１の制御信号
線２への高周波信号ＲＦの漏洩を抑制できる。
周波信号線１ａ，１ｂの特性インピーダンスの２倍以上
であればよいが、概ね２０倍以上に設定されることが望
ましい。すなわち、高周波信号線１ａ，１ｂの特性が一
般的な５０Ωであれば、抵抗素子６１のインピーダンス
は概ね１ｋΩ以上に決められる。このように抵抗素子６
１のインピーダンスを決めることにより、高周波信号線
１ａ，１ｂと整合がとれなくなるので、第１の制御信号
線２への高周波信号ＲＦの漏洩を抑制できる。
【００５７】この抵抗素子６１の作成には、例えば真空
蒸着法またはスパッタ法により薄膜抵抗素子を形成する
方法、半導体ｎ層またはｎ+ 層を流用する方法などを利
用できる。第１の制御信号線２への高周波信号ＲＦの漏
洩を防止するために図８〜図１０に示したフィルタ３
０，４０，５０を追加するとマイクロマシンスイッチの
全体寸法が大きくなるが、図１１に示した抵抗素子６１
を利用することにより全体寸法を大きくすることなく上
記の目的を達成できる。なお、図１２に示すように抵抗
素子６１を第１の制御信号線２に並列に接続（つまり、
抵抗素子６１の一端を第１の制御信号線２に接続すると
ともに、他端を開放）しても、共振の発生防止には有効
である。
蒸着法またはスパッタ法により薄膜抵抗素子を形成する
方法、半導体ｎ層またはｎ+ 層を流用する方法などを利
用できる。第１の制御信号線２への高周波信号ＲＦの漏
洩を防止するために図８〜図１０に示したフィルタ３
０，４０，５０を追加するとマイクロマシンスイッチの
全体寸法が大きくなるが、図１１に示した抵抗素子６１
を利用することにより全体寸法を大きくすることなく上
記の目的を達成できる。なお、図１２に示すように抵抗
素子６１を第１の制御信号線２に並列に接続（つまり、
抵抗素子６１の一端を第１の制御信号線２に接続すると
ともに、他端を開放）しても、共振の発生防止には有効
である。
【００５８】以上の図７〜図１２では図１に示したマイ
クロマシンスイッチに第１の高周波信号阻止手段４を適
用した例を示したが、図６に示したマイクロマシンスイ
ッチに第１の高周波信号阻止手段４を適用しても同様に
効果が得られる。
クロマシンスイッチに第１の高周波信号阻止手段４を適
用した例を示したが、図６に示したマイクロマシンスイ
ッチに第１の高周波信号阻止手段４を適用しても同様に
効果が得られる。
【００５９】（第３の実施の形態）図１３は本発明によ
るマイクロマシンスイッチの第３の実施の形態の構成を
示す回路図である。図１３に示したマイクロマシンスイ
ッチは、図７に示したマイクロマシンスイッチのカンチ
レバー１１を、高周波信号線１ｂ、第２の高周波信号阻
止手段４ａおよび第２の制御信号線２ａを介して接地し
たものである。ここで、第２の高周波信号阻止手段４ａ
は、第１の高周波信号阻止手段４と同じく、高周波信号
ＲＦの通過を阻止するものである。
るマイクロマシンスイッチの第３の実施の形態の構成を
示す回路図である。図１３に示したマイクロマシンスイ
ッチは、図７に示したマイクロマシンスイッチのカンチ
レバー１１を、高周波信号線１ｂ、第２の高周波信号阻
止手段４ａおよび第２の制御信号線２ａを介して接地し
たものである。ここで、第２の高周波信号阻止手段４ａ
は、第１の高周波信号阻止手段４と同じく、高周波信号
ＲＦの通過を阻止するものである。
【００６０】このようにしてカンチレバー１１を接地す
ることにより、高周波信号線１ａｂへの電圧印加開始時
にはカンチレバー１１に静電誘導により発生する電荷を
素早く充電でき、電圧印加停止時には蓄積された電荷を
素早く放電できる。したがって、マイクロマシンスイッ
チのスイッチング動作が安定するとともに、スイッチン
グ速度が速くなる。このとき、高周波信号ＲＦの通過を
阻止する第２の高周波信号阻止手段４ａが第２の制御信
号線２ａに接続されているので、高周波信号線１ｂから
第２の制御信号線２ａへ高周波信号ＲＦは漏洩しない。
したがって、挿入損失の増加や高周波特性の劣化といっ
た問題は生じない。
ることにより、高周波信号線１ａｂへの電圧印加開始時
にはカンチレバー１１に静電誘導により発生する電荷を
素早く充電でき、電圧印加停止時には蓄積された電荷を
素早く放電できる。したがって、マイクロマシンスイッ
チのスイッチング動作が安定するとともに、スイッチン
グ速度が速くなる。このとき、高周波信号ＲＦの通過を
阻止する第２の高周波信号阻止手段４ａが第２の制御信
号線２ａに接続されているので、高周波信号線１ｂから
第２の制御信号線２ａへ高周波信号ＲＦは漏洩しない。
したがって、挿入損失の増加や高周波特性の劣化といっ
た問題は生じない。
【００６１】第２の高周波信号阻止手段４ａとしては、
第１の高周波信号阻止手段４に使用されるフィルタ３
０，４０，５０および抵抗素子６１を利用できる。図１
４に第２の高周波信号阻止手段４ａをフィルタ３０と同
様のフィルタ３０ａで構成したときの例を示している。
高インピーダンスλ／４線路３１ａは高インピーダンス
λ／４線路３１に相当し、高インピーダンスλ／４線路
３１ａの一端は高周波信号線１ｂに接続されている。ま
た、低インピーダンスλ／４線路３２ａは低インピーダ
ンスλ／４線路３２に相当し、低インピーダンスλ／４
線路３２ａの一端は高インピーダンスλ／４線路３１ａ
の他端に接続され、低インピーダンスλ／４線路３２ａ
の他端は開放されている。さらに、線路３１ａと３２ａ
の接続点３３ａは、第２の制御信号線２ａを介して接地
３ａに接続されている。
第１の高周波信号阻止手段４に使用されるフィルタ３
０，４０，５０および抵抗素子６１を利用できる。図１
４に第２の高周波信号阻止手段４ａをフィルタ３０と同
様のフィルタ３０ａで構成したときの例を示している。
高インピーダンスλ／４線路３１ａは高インピーダンス
λ／４線路３１に相当し、高インピーダンスλ／４線路
３１ａの一端は高周波信号線１ｂに接続されている。ま
た、低インピーダンスλ／４線路３２ａは低インピーダ
ンスλ／４線路３２に相当し、低インピーダンスλ／４
線路３２ａの一端は高インピーダンスλ／４線路３１ａ
の他端に接続され、低インピーダンスλ／４線路３２ａ
の他端は開放されている。さらに、線路３１ａと３２ａ
の接続点３３ａは、第２の制御信号線２ａを介して接地
３ａに接続されている。
【００６２】また、図１５に第２の高周波信号阻止手段
４ａを抵抗素子６１と同様の抵抗素子６１ａで構成した
ときの例を示している。抵抗素子６１ａは、接地３ａに
接続された第２の制御信号線２ａに直列に挿入されてい
る。
４ａを抵抗素子６１と同様の抵抗素子６１ａで構成した
ときの例を示している。抵抗素子６１ａは、接地３ａに
接続された第２の制御信号線２ａに直列に挿入されてい
る。
【００６３】ただし、第１，第２の高周波信号阻止手段
４，４ａをともにフィルタ４０と同様の構成とすれば、
第１，第２の高周波信号阻止手段４，４ａの構成を簡略
化できる。図１６は第１，第２の高周波信号阻止手段
４，４ａの両方をフィルタ４０と同様の構成としたとき
のマイクロマシンスイッチの構成図であり、図１６
（Ａ）は回路図、図１６（Ｂ）は平面図である。このマ
イクロマシンスイッチは、図１６（Ｂ）に示すように、
図９（Ｂ）に示したマイクロマシンスイッチの高周波信
号線１ｂを高インピーダンスλ／４線路４１ａで接地電
極４３ａに接続するだけで構成できる。ここで、高イン
ピーダンスλ／４線路４１ａは、高周波信号線１ａｂと
電極４４とを接続する高インピーダンスλ／４線路４１
と同様の構成をしている。
４，４ａをともにフィルタ４０と同様の構成とすれば、
第１，第２の高周波信号阻止手段４，４ａの構成を簡略
化できる。図１６は第１，第２の高周波信号阻止手段
４，４ａの両方をフィルタ４０と同様の構成としたとき
のマイクロマシンスイッチの構成図であり、図１６
（Ａ）は回路図、図１６（Ｂ）は平面図である。このマ
イクロマシンスイッチは、図１６（Ｂ）に示すように、
図９（Ｂ）に示したマイクロマシンスイッチの高周波信
号線１ｂを高インピーダンスλ／４線路４１ａで接地電
極４３ａに接続するだけで構成できる。ここで、高イン
ピーダンスλ／４線路４１ａは、高周波信号線１ａｂと
電極４４とを接続する高インピーダンスλ／４線路４１
と同様の構成をしている。
【００６４】図１６（Ａ）において、高インピーダンス
λ／４線路（第１の高インピーダンス線路）４１と、キ
ャパシタ４２と、接地４３とにより第１の高周波信号阻
止手段４が構成される。また、高インピーダンスλ／４
線路（第２の高インピーダンス線路）４１ａを接地４３
に接続することにより第２の高周波信号阻止手段４ａが
構成される。このように第１，第２の高周波信号阻止手
段４，４ａの間で構成部品を共用することにより、マイ
クロマシンスイッチを小型化できる。
λ／４線路（第１の高インピーダンス線路）４１と、キ
ャパシタ４２と、接地４３とにより第１の高周波信号阻
止手段４が構成される。また、高インピーダンスλ／４
線路（第２の高インピーダンス線路）４１ａを接地４３
に接続することにより第２の高周波信号阻止手段４ａが
構成される。このように第１，第２の高周波信号阻止手
段４，４ａの間で構成部品を共用することにより、マイ
クロマシンスイッチを小型化できる。
【００６５】図１４〜図１６では第１の高周波信号阻止
手段４の構成と第２の高周波信号阻止手段４ａの構成と
が同じ組合わせである場合を示したが、これらが異なる
組合わせであってもよい。また、図示しないが、図６に
示したマイクロマシンスイッチの高周波信号線１ｂを第
２の制御信号線２ａを介して接地して、この接地した第
２の制御信号線２ａに第２の高周波信号阻止手段４ａを
接続するようにしてもよい。
手段４の構成と第２の高周波信号阻止手段４ａの構成と
が同じ組合わせである場合を示したが、これらが異なる
組合わせであってもよい。また、図示しないが、図６に
示したマイクロマシンスイッチの高周波信号線１ｂを第
２の制御信号線２ａを介して接地して、この接地した第
２の制御信号線２ａに第２の高周波信号阻止手段４ａを
接続するようにしてもよい。
【００６６】（第４の実施の形態）図１７は本発明によ
るマイクロマシンスイッチの第４の実施の形態の構成を
示す回路図である。図１７において図１３と同一部分に
は同一符号を付し、その説明を適宜省略する。図１７に
示したマイクロマシンスイッチは、図１３に示したマイ
クロマシンスイッチにおける高周波信号線１ｂの途中に
キャパシタ１５ａを形成し、この高周波信号線１ｂの端
部とキャパシタ１５ａとの間（すなわち、高周波信号線
１ｂａ）に第２の高周波信号阻止手段４ａおよび第２の
制御信号線２ａを介して定電圧源３ｂを接続したもので
ある。
るマイクロマシンスイッチの第４の実施の形態の構成を
示す回路図である。図１７において図１３と同一部分に
は同一符号を付し、その説明を適宜省略する。図１７に
示したマイクロマシンスイッチは、図１３に示したマイ
クロマシンスイッチにおける高周波信号線１ｂの途中に
キャパシタ１５ａを形成し、この高周波信号線１ｂの端
部とキャパシタ１５ａとの間（すなわち、高周波信号線
１ｂａ）に第２の高周波信号阻止手段４ａおよび第２の
制御信号線２ａを介して定電圧源３ｂを接続したもので
ある。
【００６７】ここで、キャパシタ１５ａは高周波信号線
１ａ側のキャパシタ１５と同様に、例えば高周波信号線
１ｂａと１ｂｂとを上下に重ね合わせ、その間にＳｉＯ
2 などの絶縁膜を介挿することにより構成される。この
キャパシタ１５ａは、高周波信号線１ｂｂに接続された
他のマイクロ波回路（図示せず）を高周波信号線１ｂａ
から直流的に絶縁する第３の絶縁手段としての機能を有
している。したがって、高周波信号線１ｂｂに接続され
た他のマイクロ波回路に含まれる結合コンデンサなど
を、第３の絶縁手段として利用してもよい。また、高周
波信号線１ｂが開放されている場合、高周波信号線１ｂ
の開放端は前記した第３の絶縁手段に含まれる。
１ａ側のキャパシタ１５と同様に、例えば高周波信号線
１ｂａと１ｂｂとを上下に重ね合わせ、その間にＳｉＯ
2 などの絶縁膜を介挿することにより構成される。この
キャパシタ１５ａは、高周波信号線１ｂｂに接続された
他のマイクロ波回路（図示せず）を高周波信号線１ｂａ
から直流的に絶縁する第３の絶縁手段としての機能を有
している。したがって、高周波信号線１ｂｂに接続され
た他のマイクロ波回路に含まれる結合コンデンサなど
を、第３の絶縁手段として利用してもよい。また、高周
波信号線１ｂが開放されている場合、高周波信号線１ｂ
の開放端は前記した第３の絶縁手段に含まれる。
【００６８】このキャパシタ１５ａとカンチレバー１１
に形成された絶縁膜１４とにより、高周波信号線１ｂａ
は高周波信号線１ａ，１ｂｂ、さらには高周波信号線１
ａ，１ｂｂに接続された他のマイクロ波回路（図示せ
ず）と直流的に絶縁される。このため、高周波信号線１
ｂａの直流電圧レベルは後述する定電圧源３ｂの出力電
圧レベルに保持される。
に形成された絶縁膜１４とにより、高周波信号線１ｂａ
は高周波信号線１ａ，１ｂｂ、さらには高周波信号線１
ａ，１ｂｂに接続された他のマイクロ波回路（図示せ
ず）と直流的に絶縁される。このため、高周波信号線１
ｂａの直流電圧レベルは後述する定電圧源３ｂの出力電
圧レベルに保持される。
【００６９】定電圧源３ｂの出力電圧は、制御装置３か
ら出力される制御信号と逆の極性を有している。すなわ
ち、制御信号が正電圧のＯＮ／ＯＦＦからなる場合、定
電圧源３ｂからは負の定電圧が出力される。ただし、カ
ンチレバー１１は制御信号に基づいて動作しなければな
らないので、定電圧源３ｂの出力電圧はそれ単独ではカ
ンチレバー１１が動作しない程度の電圧に設定される。
図１で４０Ｖの制御信号で動作するように設計されたカ
ンチレバー１１に対しては、定電圧源３ｂの出力電圧を
例えば−２０Ｖ程度とする。
ら出力される制御信号と逆の極性を有している。すなわ
ち、制御信号が正電圧のＯＮ／ＯＦＦからなる場合、定
電圧源３ｂからは負の定電圧が出力される。ただし、カ
ンチレバー１１は制御信号に基づいて動作しなければな
らないので、定電圧源３ｂの出力電圧はそれ単独ではカ
ンチレバー１１が動作しない程度の電圧に設定される。
図１で４０Ｖの制御信号で動作するように設計されたカ
ンチレバー１１に対しては、定電圧源３ｂの出力電圧を
例えば−２０Ｖ程度とする。
【００７０】このように、カンチレバー１１にあらかじ
め所定の電圧をかけておけば、制御信号の電圧の大きさ
を小さくできる。上記の例では、制御信号として２０Ｖ
のＯＮ／ＯＦＦ信号を高周波信号線１ａｂに印加するこ
とにより、カンチレバー１１を動作させることができ
る。制御信号として大きい電圧を印加すると、サージが
発生したり、電圧の高速変化に基づくノイズが顕著にな
る場合がある。しかし、図１７に示したマイクロマシン
スイッチでは制御信号の電圧の大きさを小さくできるの
で、このような問題を解決できる。なお、第１および第
２の高周波信号阻止手段４，４ａについては、第１およ
び第２の実施の形態と同様に構成できる。
め所定の電圧をかけておけば、制御信号の電圧の大きさ
を小さくできる。上記の例では、制御信号として２０Ｖ
のＯＮ／ＯＦＦ信号を高周波信号線１ａｂに印加するこ
とにより、カンチレバー１１を動作させることができ
る。制御信号として大きい電圧を印加すると、サージが
発生したり、電圧の高速変化に基づくノイズが顕著にな
る場合がある。しかし、図１７に示したマイクロマシン
スイッチでは制御信号の電圧の大きさを小さくできるの
で、このような問題を解決できる。なお、第１および第
２の高周波信号阻止手段４，４ａについては、第１およ
び第２の実施の形態と同様に構成できる。
【００７１】（第５の実施の形態）本発明によるマイク
ロマシンスイッチは、他の配線とともにマイクロマシン
スイッチを基板１０上に形成してもよいし、マイクロマ
シンスイッチの構成の一部または全部をチップ化してこ
れを基板１０に搭載・実装することによりマイクロ波回
路（またはミリ波回路）を形成してもよい。ここでチッ
プ化とは、単位回路を半導体プロセスなどにより別基板
上に多数一括形成して単位回路ごとに切り出し、さらに
基板１０に搭載・実装するための加工を施すことをい
う。
ロマシンスイッチは、他の配線とともにマイクロマシン
スイッチを基板１０上に形成してもよいし、マイクロマ
シンスイッチの構成の一部または全部をチップ化してこ
れを基板１０に搭載・実装することによりマイクロ波回
路（またはミリ波回路）を形成してもよい。ここでチッ
プ化とは、単位回路を半導体プロセスなどにより別基板
上に多数一括形成して単位回路ごとに切り出し、さらに
基板１０に搭載・実装するための加工を施すことをい
う。
【００７２】図１８はマイクロマシンスイッチをチップ
化したものを基板１０に実装して図８に示したマイクロ
マシンスイッチを形成したときの平面図である。図１８
（Ａ）では、高周波信号線１ｂの端部１ｂ′と、カンチ
レバー１１と、高周波信号線１ａｂと、キャパシタ１５
と、高周波信号線１ａａの端部１ａａ′とがチップ化さ
れ、チップ７１が形成されている。一方、予め基板１０
上には、高周波信号線１ａａ，１ｂの端部を除く部分
と、高インピーダンスλ／４線路３１と、低インピーダ
ンスλ／４線路３２と、第１の制御信号線２とが配線さ
れている。この基板１０にチップ７１を実装することに
より、図８に示したマイクロマシンスイッチと同等の機
能を実現できる。
化したものを基板１０に実装して図８に示したマイクロ
マシンスイッチを形成したときの平面図である。図１８
（Ａ）では、高周波信号線１ｂの端部１ｂ′と、カンチ
レバー１１と、高周波信号線１ａｂと、キャパシタ１５
と、高周波信号線１ａａの端部１ａａ′とがチップ化さ
れ、チップ７１が形成されている。一方、予め基板１０
上には、高周波信号線１ａａ，１ｂの端部を除く部分
と、高インピーダンスλ／４線路３１と、低インピーダ
ンスλ／４線路３２と、第１の制御信号線２とが配線さ
れている。この基板１０にチップ７１を実装することに
より、図８に示したマイクロマシンスイッチと同等の機
能を実現できる。
【００７３】また、図１８（Ｂ）では、高周波信号線１
ｂの端部１ｂ′と、カンチレバー１１と、高周波信号線
１ａｂの端部１ａｂ′とがチップ化され、チップ７２が
形成されている。一方、予め基板１０上には、高周波信
号線１ａａと、高周波信号線１ａｂ，１ｂの端部を除く
部分と、高インピーダンスλ／４線路３１と、低インピ
ーダンスλ／４線路３２と、第１の制御信号線２とが配
線されている。この基板１０にチップ７２と、キャパシ
タ１５としてのチップコンデンサ７３とを実装すること
により、図８に示したマイクロマシンスイッチと同等の
機能を実現できる。
ｂの端部１ｂ′と、カンチレバー１１と、高周波信号線
１ａｂの端部１ａｂ′とがチップ化され、チップ７２が
形成されている。一方、予め基板１０上には、高周波信
号線１ａａと、高周波信号線１ａｂ，１ｂの端部を除く
部分と、高インピーダンスλ／４線路３１と、低インピ
ーダンスλ／４線路３２と、第１の制御信号線２とが配
線されている。この基板１０にチップ７２と、キャパシ
タ１５としてのチップコンデンサ７３とを実装すること
により、図８に示したマイクロマシンスイッチと同等の
機能を実現できる。
【００７４】図１８（Ａ），（Ｂ）に示したようにマイ
クロマシンスイッチをチップ化することにより、チップ
７１，７２単体の不良検査を実施できるので、マイクロ
マシンスイッチが使用される回路全体の歩留まりを向上
できるという利点がある。
クロマシンスイッチをチップ化することにより、チップ
７１，７２単体の不良検査を実施できるので、マイクロ
マシンスイッチが使用される回路全体の歩留まりを向上
できるという利点がある。
【００７５】（第６の実施の形態）図１に示したマイク
ロマシンスイッチでは、高周波信号線１ａ，１ｂを容量
結合する第２の絶縁手段として、アーム１３の先端部下
面と高周波信号線１ａｂの端部上面との間に介在する絶
縁膜１４，１４ａが用いられる。しかし、第２の絶縁手
段は、これらの絶縁膜１４，１４ａを用いなくても構成
できる。図１９は第２の絶縁手段の他の構成例を示す平
面図である。また、図２０は通常時の第２の絶縁手段の
断面図であり、図２０（Ａ）は図１９におけるXXA−XX
A′線方向の断面図、図２０（Ｂ）は図１９におけるXXB
−XXB′線方向の断面図である。また、図２１は導通時
の第２の絶縁手段の断面図であり、図２１（Ａ）は図１
９におけるXXA−XXA′線方向の断面図、図２１（Ｂ）は
図１９におけるXXB−XXB′線方向の断面図である。
ロマシンスイッチでは、高周波信号線１ａ，１ｂを容量
結合する第２の絶縁手段として、アーム１３の先端部下
面と高周波信号線１ａｂの端部上面との間に介在する絶
縁膜１４，１４ａが用いられる。しかし、第２の絶縁手
段は、これらの絶縁膜１４，１４ａを用いなくても構成
できる。図１９は第２の絶縁手段の他の構成例を示す平
面図である。また、図２０は通常時の第２の絶縁手段の
断面図であり、図２０（Ａ）は図１９におけるXXA−XX
A′線方向の断面図、図２０（Ｂ）は図１９におけるXXB
−XXB′線方向の断面図である。また、図２１は導通時
の第２の絶縁手段の断面図であり、図２１（Ａ）は図１
９におけるXXA−XXA′線方向の断面図、図２１（Ｂ）は
図１９におけるXXB−XXB′線方向の断面図である。
【００７６】図１９に示すように、高周波信号線１ａｂ
の端部の両側に高周波信号線１ａｂと離間して、突起部
８４ａ，８４ｂがそれぞれ配置されている。突起部８４
ａ，８４ｂは図２０に示すように、高周波信号線１ａｂ
の厚みよりも僅かに厚く（高く）形成されている。突起
部８４ａ，８４ｂは、誘電体、半導体、導体のいずれで
形成されてもよい。一方、高周波信号線１ｂの端部には
ポスト８２が形成されており、このポスト８２の上面に
はアーム８３の基部が固定されている。このアーム８３
は、ポスト１２の上面から高周波信号線１ａｂ端部の上
方まで延在している。ただし、アーム８３は基部よりも
先端部の方が幅広となっており、図１９に示すようにア
ーム８３の先端部は突起部８４ａ，８４ｂの両方と対向
している。
の端部の両側に高周波信号線１ａｂと離間して、突起部
８４ａ，８４ｂがそれぞれ配置されている。突起部８４
ａ，８４ｂは図２０に示すように、高周波信号線１ａｂ
の厚みよりも僅かに厚く（高く）形成されている。突起
部８４ａ，８４ｂは、誘電体、半導体、導体のいずれで
形成されてもよい。一方、高周波信号線１ｂの端部には
ポスト８２が形成されており、このポスト８２の上面に
はアーム８３の基部が固定されている。このアーム８３
は、ポスト１２の上面から高周波信号線１ａｂ端部の上
方まで延在している。ただし、アーム８３は基部よりも
先端部の方が幅広となっており、図１９に示すようにア
ーム８３の先端部は突起部８４ａ，８４ｂの両方と対向
している。
【００７７】このような構成において、高周波信号線１
ａｂとアーム８３との間に制御信号に基づく吸引力が発
生すると、この力によりアーム８３の先端部は高周波信
号線１ａｂ側に引き寄せられる。しかし、突起部８４
ａ，８４ｂがストッパとして機能し、図２２に示すよう
にアーム８３の変位は突起部８４ａ，８４ｂの上面で停
止する。このとき、高周波信号線１ａｂとアーム８３と
の間には薄い空気層８４が形成される。この空気層８４
が介在することにより高周波信号線１ａｂとアーム８３
とは直流的に絶縁されるが、空気層８４の厚みは十分薄
いので高周波信号線１ａｂとアーム８３とは高周波的に
結合される。
ａｂとアーム８３との間に制御信号に基づく吸引力が発
生すると、この力によりアーム８３の先端部は高周波信
号線１ａｂ側に引き寄せられる。しかし、突起部８４
ａ，８４ｂがストッパとして機能し、図２２に示すよう
にアーム８３の変位は突起部８４ａ，８４ｂの上面で停
止する。このとき、高周波信号線１ａｂとアーム８３と
の間には薄い空気層８４が形成される。この空気層８４
が介在することにより高周波信号線１ａｂとアーム８３
とは直流的に絶縁されるが、空気層８４の厚みは十分薄
いので高周波信号線１ａｂとアーム８３とは高周波的に
結合される。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるマイ
クロマシンスイッチは、第１の高周波信号線の端部にカ
ンチレバーを固定設置するとともに、いずれかの高周波
信号線に制御信号を直接印加してカンチレバーの動作を
制御する。これにより、簡単な構造のマイクロマシンス
イッチを実現できる。また、高周波信号線に流れる高周
波信号の通過を阻止する第１の高周波信号阻止手段を第
１の制御信号線に接続することにより、高周波信号線か
ら第１の制御信号線への高周波信号の漏洩を防止でき
る。したがって、マイクロマシンスイッチの挿入損失を
低減できる。また、第１の制御信号線から他の高周波信
号線への電磁的結合を防止できるので、マイクロマシン
スイッチが使用される回路の高周波特性を改善できる。
クロマシンスイッチは、第１の高周波信号線の端部にカ
ンチレバーを固定設置するとともに、いずれかの高周波
信号線に制御信号を直接印加してカンチレバーの動作を
制御する。これにより、簡単な構造のマイクロマシンス
イッチを実現できる。また、高周波信号線に流れる高周
波信号の通過を阻止する第１の高周波信号阻止手段を第
１の制御信号線に接続することにより、高周波信号線か
ら第１の制御信号線への高周波信号の漏洩を防止でき
る。したがって、マイクロマシンスイッチの挿入損失を
低減できる。また、第１の制御信号線から他の高周波信
号線への電磁的結合を防止できるので、マイクロマシン
スイッチが使用される回路の高周波特性を改善できる。
【００７９】また、制御信号が印加されない方の高周波
信号線に第２の制御信号線を接続し、この第２の制御信
号線を介して電荷の充放電を行うことにより、スイッチ
ング動作が安定するとともに、スイッチング速度が速く
なる。このとき、高周波信号線に流れる高周波信号の通
過を阻止する第２の高周波信号阻止手段を第２の制御信
号線に接続することにより、高周波信号線から第２の制
御信号線への高周波信号の漏洩を防止できる。したがっ
て、挿入損失の増加や高周波特性の劣化といった問題は
生じない。また、第１および第２の高周波信号阻止手段
をともにキャパシタを用いたバイアスティーで構成する
場合、構成部品を共用することにより、構成を簡略化で
きる。
信号線に第２の制御信号線を接続し、この第２の制御信
号線を介して電荷の充放電を行うことにより、スイッチ
ング動作が安定するとともに、スイッチング速度が速く
なる。このとき、高周波信号線に流れる高周波信号の通
過を阻止する第２の高周波信号阻止手段を第２の制御信
号線に接続することにより、高周波信号線から第２の制
御信号線への高周波信号の漏洩を防止できる。したがっ
て、挿入損失の増加や高周波特性の劣化といった問題は
生じない。また、第１および第２の高周波信号阻止手段
をともにキャパシタを用いたバイアスティーで構成する
場合、構成部品を共用することにより、構成を簡略化で
きる。
【００８０】また、制御信号が印加されない方の高周波
信号線に第２の制御信号線を接続し、制御信号とは逆の
極性の電圧をかけておくことにより、制御信号の電圧の
大きさを小さくできるので、サージおよびノイズの発生
を抑制できる。このとき、高周波信号線に流れる高周波
信号の通過を阻止する第２の高周波信号阻止手段を第２
の制御信号線に接続することにより、挿入損失の増加や
高周波特性の劣化といった問題は生じない。
信号線に第２の制御信号線を接続し、制御信号とは逆の
極性の電圧をかけておくことにより、制御信号の電圧の
大きさを小さくできるので、サージおよびノイズの発生
を抑制できる。このとき、高周波信号線に流れる高周波
信号の通過を阻止する第２の高周波信号阻止手段を第２
の制御信号線に接続することにより、挿入損失の増加や
高周波特性の劣化といった問題は生じない。
【図１】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第１
の実施の形態の構成図である。
の実施の形態の構成図である。
【図２】 第２の絶縁手段の変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図３】 図１に示したマイクロマシンスイッチの変形
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図４】 図１に示したマイクロマシンスイッチを製造
する際の主要な工程を示す断面図である。
する際の主要な工程を示す断面図である。
【図５】 図４に引き続く工程を示す断面図である。
【図６】 図１に示したマイクロマシンスイッチの変形
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図７】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第２
の実施の形態の構成を示す回路図である。
の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図８】 第１の高周波信号阻止手段の第１構成例を示
す図である。
す図である。
【図９】 第１の高周波信号阻止手段の第２構成例を示
す図である。
す図である。
【図１０】 第１の高周波信号阻止手段の第３構成例を
示す図である。
示す図である。
【図１１】 第１の高周波信号阻止手段の第４構成例を
示す図である。
示す図である。
【図１２】 第１の高周波信号阻止手段の第５構成例を
示す図である。
示す図である。
【図１３】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第
３の実施の形態の構成を示す回路図である。
３の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１４】 第１，第２の高周波信号阻止手段の両方を
フィルタ３０と同様の構成としたときのマイクロマシン
スイッチの構成図である。
フィルタ３０と同様の構成としたときのマイクロマシン
スイッチの構成図である。
【図１５】 第１，第２の高周波信号阻止手段の両方を
抵抗素子６１と同様の構成としたときのマイクロマシン
スイッチの構成図である。
抵抗素子６１と同様の構成としたときのマイクロマシン
スイッチの構成図である。
【図１６】 第１，第２の高周波信号阻止手段の両方を
フィルタ４０と同様の構成としたときのマイクロマシン
スイッチの構成図である。
フィルタ４０と同様の構成としたときのマイクロマシン
スイッチの構成図である。
【図１７】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第
４の実施の形態の構成を示す回路図である。
４の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１８】 マイクロマシンスイッチをチップ化したも
のを基板に実装して図８に示したマイクロマシンスイッ
チを形成したときの平面図である。
のを基板に実装して図８に示したマイクロマシンスイッ
チを形成したときの平面図である。
【図１９】 第２の絶縁手段の他の構成例を示す平面図
である。
である。
【図２０】 図１９に示した第２の絶縁手段の通常時の
断面図である。
断面図である。
【図２１】 図１９に示した第２の絶縁手段の導通時の
断面図である。
断面図である。
【図２２】 従来のマイクロマシンスイッチの構成図で
ある。
ある。
１ａ，１ａａ，１ａｂ，１ｂ，１ｂａ，１ｂｂ…高周波
信号線、１ａａ′，１ａｂ′，１ｂ′…端部、２…第１
の制御信号線、２ａ…信号線、３…制御装置、３ａ，４
３…接地、３ａ…定電圧源、４…第１の高周波信号阻止
手段、４ａ…第２の高周波信号阻止手段、１０…基板、
１１，１１ａ，８１…カンチレバー、１２，１２ａ，８
２…ポスト、１３，１３ａ，８３…アーム、１４，１４
ａ，１６，２４，４５…絶縁膜、１５，１５ａ，４２…
キャパシタ、２１…レジストパターン、２１ａ…溝、２
２…金属膜、２３…犠牲層、３０，４０，５０…フィル
タ、３１，３１ａ，４１，４１ａ…高インピーダンスλ
／４線路、３２，３２ａ…低インピーダンスλ／４線
路、３３，３３ａ…接続点、４３ａ，４４…電極、５１
…スパイラルインダクタ、５２…ミアンダラインインダ
クタ、６１，６１ａ…抵抗素子、７１，７２…チップ、
７３…チップコンデンサ、８４…空気層、８４ａ，８４
ｂ…突起部、９１…マイクロ波回路。
信号線、１ａａ′，１ａｂ′，１ｂ′…端部、２…第１
の制御信号線、２ａ…信号線、３…制御装置、３ａ，４
３…接地、３ａ…定電圧源、４…第１の高周波信号阻止
手段、４ａ…第２の高周波信号阻止手段、１０…基板、
１１，１１ａ，８１…カンチレバー、１２，１２ａ，８
２…ポスト、１３，１３ａ，８３…アーム、１４，１４
ａ，１６，２４，４５…絶縁膜、１５，１５ａ，４２…
キャパシタ、２１…レジストパターン、２１ａ…溝、２
２…金属膜、２３…犠牲層、３０，４０，５０…フィル
タ、３１，３１ａ，４１，４１ａ…高インピーダンスλ
／４線路、３２，３２ａ…低インピーダンスλ／４線
路、３３，３３ａ…接続点、４３ａ，４４…電極、５１
…スパイラルインダクタ、５２…ミアンダラインインダ
クタ、６１，６１ａ…抵抗素子、７１，７２…チップ、
７３…チップコンデンサ、８４…空気層、８４ａ，８４
ｂ…突起部、９１…マイクロ波回路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01H 59/00 H01P 1/12 B81B 3/00
Claims (21)
- 【請求項１】 基板上に形成されかつ制御信号に基づい
て動作するマイクロマシンスイッチにおいて、 各々の端部が離間して配置された第１および第２の高周
波信号線と、 前記第１の高周波信号線の端部に固定されるとともに前
記第２の高周波信号線の上方まで延在しかつ導電性部材
を含むカンチレバーと、 前記第１または第２の高周波信号線に形成された第１の
絶縁手段と、 前記カンチレバーと前記第２の高周波信号線との対向領
域に形成された第２の絶縁手段と、 前記第１の絶縁手段が形成された方の前記第１または第
２の高周波信号線の端部と前記第１の絶縁手段との間に
接続されかつ直流電圧のレベル変化からなる前記制御信
号を印加する第１の制御信号線とを備えることを特徴と
するマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項２】 請求項１記載のマイクロマシンスイッチ
において、 前記第１の絶縁手段は、キャパシタであることを特徴と
するマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項３】 請求項１記載のマイクロマシンスイッチ
において、 前記第２の絶縁手段は、前記カンチレバーの下面および
前記第２の高周波信号線の上面の少なくとも一方に形成
された絶縁膜であることを特徴とするマイクロマシンス
イッチ。 - 【請求項４】 請求項１記載のマイクロマシンスイッチ
において、 前記第１の制御信号線に接続されかつ前記第１および第
２の高周波信号線に流れる高周波信号の通過を阻止する
第１の高周波信号阻止手段を備えることを特徴とするマ
イクロマシンスイッチ。 - 【請求項５】 請求項４記載のマイクロマシンスイッチ
において、 前記第１の高周波信号阻止手段は、 前記第１の絶縁手段が形成された方の前記第１または第
２の高周波信号線の端部と前記第１の絶縁手段との間に
一端が接続されかつ前記高周波信号の波長の約１／４の
線路長で前記第１または第２の高周波信号線の特性イン
ピーダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する高
インピーダンス線路と、 前記高インピーダンス線路の他端に一端が接続されると
ともに他端が開放されかつ前記高周波信号の波長の約１
／４の線路長で前記高インピーダンス線路の特性インピ
ーダンスよりも小さな特性インピーダンスを有する低イ
ンピーダンス線路とからなり、 前記第１の制御信号線は、前記高インピーダンス線路の
他端に接続されていることを特徴とするマイクロマシン
スイッチ。 - 【請求項６】 請求項４記載のマイクロマシンスイッチ
において、 前記第１の高周波信号阻止手段は、 前記第１の絶縁手段が形成された方の前記第１または第
２の高周波信号線の端部と前記第１の絶縁手段との間に
一端が接続されかつ前記高周波信号の波長の約１／４の
線路長で前記第１または第２の高周波信号線の特性イン
ピーダンスよりも大きな特性インピーダンスを有する高
インピーダンス線路と、 一方の電極が前記高インピーダンス線路の他端に接続さ
れるとともに他方の電極が接地に接続されたキャパシタ
とからなり、 前記第１の制御信号線は、前記高インピーダンス線路の
他端に接続されていることを特徴とするマイクロマシン
スイッチ。 - 【請求項７】 請求項４記載のマイクロマシンスイッチ
において、 前記第１の高周波信号阻止手段は、インダクタンス素子
からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項８】 請求項４記載のマイクロマシンスイッチ
において、 前記第１の高周波信号阻止手段は、前記第１または第２
の高周波信号線の特性インピーダンスよりも十分大きな
インピーダンスを有する抵抗素子からなることを特徴と
するマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項９】 請求項８記載のマイクロマシンスイッチ
において、 前記抵抗素子は、前記第１の制御信号線に直列に挿入さ
れていることを特徴とするマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項１０】 請求項８記載のマイクロマシンスイッ
チにおいて、 前記抵抗素子は、一端が前記第１の制御信号線に接続さ
れるとともに他端が開放されていることを特徴とするマ
イクロマシンスイッチ。 - 【請求項１１】 請求項１記載のマイクロマシンスイッ
チにおいて、 前記第１の絶縁手段が形成されていない方の前記第１ま
たは第２の高周波信号線に接続されかつ静電誘導により
発生する電荷を充放電する第２の制御信号線と、 前記第２の制御信号線に接続されかつ前記第１および第
２の高周波信号線に流れる前記高周波信号の通過を阻止
する第２の高周波信号阻止手段とを備えることを特徴と
するマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項１２】 請求項１１記載のマイクロマシンスイ
ッチにおいて、 前記第２の高周波信号阻止手段は、 前記第１の絶縁手段が形成されていない方の前記第１ま
たは第２の高周波信号線に一端が接続されかつ前記高周
波信号の波長の約１／４の線路長で前記第１または第２
の高周波信号線の特性インピーダンスよりも大きな特性
インピーダンスを有する高インピーダンス線路と、 一端が前記高インピーダンス線路の他端に接続されると
ともに他端が開放されかつ前記高周波信号の波長の約１
／４の線路長で前記高インピーダンス線路の特性インピ
ーダンスよりも小さな特性インピーダンスを有する低イ
ンピーダンス線路とからなり、 前記第２の制御信号線は、前記高インピーダンス線路の
他端に接続されていることを特徴とするマイクロマシン
スイッチ。 - 【請求項１３】 請求項１１記載のマイクロマシンスイ
ッチにおいて、 前記第２の高周波信号阻止手段は、 前記第１の絶縁手段が形成されていない方の前記第１ま
たは第２の高周波信号線に一端が接続されかつ前記高周
波信号の波長の約１／４の線路長で前記第１または第２
の高周波信号線の特性インピーダンスよりも大きな特性
インピーダンスを有する高インピーダンス線路と、 一方の電極が前記高インピーダンス線路の他端に接続さ
れるとともに他方の電極が接地に接続されたキャパシタ
とからなり、 前記第２の制御信号線は、前記高インピーダンス線路の
他端に接続されていることを特徴とするマイクロマシン
スイッチ。 - 【請求項１４】 請求項１１記載のマイクロマシンスイ
ッチにおいて、 前記第２の高周波信号阻止手段は、インダクタンス素子
からなることを特徴とするマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項１５】 請求項１１記載のマイクロマシンスイ
ッチにおいて、 前記第２の高周波信号阻止手段は、前記第１または第２
の高周波信号線の特性インピーダンスよりも十分大きな
インピーダンスを有する抵抗素子からなることを特徴と
するマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項１６】 請求項１５記載のマイクロマシンスイ
ッチにおいて、 前記抵抗素子は、前記第２の制御信号線に直列に挿入さ
れていることを特徴とするマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項１７】 請求項１５記載のマイクロマシンスイ
ッチにおいて、 前記抵抗素子は、一端が前記第２の制御信号線に接続さ
れるとともに他端が開放されていることを特徴とするマ
イクロマシンスイッチ。 - 【請求項１８】 請求項１記載のマイクロマシンスイッ
チにおいて、 前記第１の絶縁手段が形成された方の前記第１または第
２の高周波信号線の端部と前記第１の絶縁手段との間に
一端が接続されかつ前記第１または第２の高周波信号の
波長の約１／４の線路長で前記第１または第２の高周波
信号線の特性インピーダンスよりも大きな特性インピー
ダンスを有する第１の高インピーダンス線路と、 前記第１の絶縁手段が形成されていない方の前記第１ま
たは第２の高周波信号線に一端が接続されかつ前記第１
または第２の高周波信号の波長の約１／４の線路長で前
記第１または第２の高周波信号線の特性インピーダンス
よりも大きな特性インピーダンスを有する第２の高イン
ピーダンス線路と、 一方の電極が前記第１の高インピーダンス線路の他端に
接続されるとともに他方の電極が前記第２の高インピー
ダンス線路の他端に接続されたキャパシタとを備え、 前記第１の高インピーダンス線路の他端は、前記第１の
制御信号線に接続され、 前記第２の高インピーダンス線路の他端は、接地に接続
されていることを特徴とするマイクロマシンスイッチ。 - 【請求項１９】 請求項１記載のマイクロマシンスイッ
チにおいて、 前記第１の絶縁手段が形成されていない方の前記第１ま
たは第２の高周波信号線に形成された第３の絶縁手段
と、 前記第３の絶縁手段が形成された方の前記第１または第
２の高周波信号線の端部と前記第３の絶縁手段との間に
接続されかつ前記制御信号と逆の極性を有する定電圧を
印加する第２の制御信号線と、 前記第２の制御信号線に接続されかつ前記第１および第
２の高周波信号線に流れる前記高周波信号の通過を阻止
する第２の高周波信号阻止手段とを備え、 前記第２および第３の絶縁手段の間の直流電圧レベルが
前記定電圧のレベルに保持されることを特徴とするマイ
クロマシンスイッチ。 - 【請求項２０】 基板上に第１の高周波信号線と、一端
が前記第１の高周波信号線の端部と離間する第３の高周
波信号線と、前記第３の高周波信号線に接続された制御
信号線とを形成する第１の工程と、 少なくとも前記第１および第３の高周波信号線の隙間か
ら前記第３の高周波信号線の一端にかけての領域上に犠
牲層を形成する第２の工程と、 前記犠牲層上における前記第３の高周波信号線の一端と
対向する部分に第１の絶縁膜を形成するとともに、前記
第３の高周波信号線の他端に第２の絶縁膜を形成する第
３の工程と、 前記第１の高周波信号線の端部から前記犠牲層上の前記
第１の絶縁膜に至る部分に金属からなるカンチレバーを
形成するとともに、前記第２の絶縁膜上から前記基板上
に第４の高周波信号線を形成する第４の工程と、 前記犠牲層を除去する第５の工程とを備えることを特徴
とするマイクロマシンスイッチの製造方法。 - 【請求項２１】 基板上に第５の高周波信号線と、端部
が前記第５の高周波信号線の一端と離間する第２の高周
波信号線と、前記第５の高周波信号線に接続された制御
信号線とを形成する第１の工程と、 少なくとも前記第５および第２の高周波信号線の隙間か
ら前記第２の高周波信号線の端部にかけての領域上に犠
牲層を形成する第２の工程と、 前記犠牲層上における前記第２の高周波信号線の端部と
対向する部分に第１の絶縁膜を形成するとともに、前記
第５の高周波信号線の他端に第２の絶縁膜を形成する第
３の工程と、 前記第５の高周波信号線の一端から前記犠牲層上の前記
第１の絶縁膜に至る部分に金属からなるカンチレバーを
形成するとともに、前記第２の絶縁膜上から前記基板上
に第６の高周波信号線を形成する第４の工程と、 前記犠牲層を除去する第５の工程とを備えることを特徴
とするマイクロマシンスイッチの製造方法。
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|---|---|---|---|
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| AU43139/00A AU4313900A (en) | 1999-04-27 | 2000-04-26 | Micromachine switch and method of manufacture thereof |
| PCT/JP2000/002725 WO2000065626A1 (fr) | 1999-04-27 | 2000-04-26 | Commutateur de micromachine et son procede de fabrication |
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|---|---|---|---|
| JP11119743A JP3137112B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | マイクロマシンスイッチおよびその製造方法 |
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|---|---|
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